非易失性存储器的分类和未来发展预测

非易失性存储器是指当电流关掉后，所存储的数据不会消失者的电脑存储器。非易失性存储器中，依存储器内的数据是否能在使用电脑时随时改写为标准，可分为二大类产品，即ROM和Flash memory。

目前主流的基于浮栅闪存技术的非易失性存储器技术有望成为未来几年的参考技术。但是，闪存本身固有的技术和物理局限性使其很难再缩小技术节点。在这种环境下，业界试图利用新材料和新概念发明一种更好的存储器技术，以替代闪存技术，更有效地缩小存储器，提高存储性能。

非易失性存储器的分类

一、只读存储器

它是一种半导体存储器，其特性是一旦存储数据就无法再将之改变或删除，且内容不会因为电源关闭而消失。在电子或电脑系统中，通常用以存储不需经常变更的程序或数据，例如早期的家用电脑如Apple II的监督程序、BASIC语言解释器、与硬件点阵字体，个人电脑IBMPC/XT/AT的BIOS（基本输入输出系统）与IBM PC/XT的BASIC解释器，与其他各种微电脑系统中的固件，均存储在ROM内。

PROM：可编程只读存储器其内部有行列式的镕丝，可依用户（厂商）的需要，利用电流将其烧断，以写入所需的数据及程序，镕丝一经烧断便无法再恢复，亦即数据无法再更改。

EPROM：可抹除可编程只读存储器可利用高电压将数据编程写入，但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间，数据始可被清空，再供重复使用。因此，在封装外壳上会预留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。写入程序后通常会用贴纸遮盖透明窗，以防日久不慎曝光过量影响数据。

OTPROM：一次编程只读存储器内部所用的芯片与写入原理同EPROM，但是为了节省成本，封装上不设置透明窗，因此编程写入之后就不能再抹除改写。

EEPROM：电子抹除式可复写只读存储器之运作原理类似EPROM，但是抹除的方式是使用高电场来完成，因此不需要透明窗。

二、闪存

快闪存储器是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储，以及在电脑与其他数字产品间交换传输数据，如储存卡与U盘。闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EEPROM。早期的闪存进行一次抹除，就会清除掉整颗芯片上的数据。

闪存的成本远较可以字节为单位写入的EEPROM来的低，也因此成为非易失性固态存储最重要也最广为采纳的技术。像是PDA、笔记本电脑、数字随身听、数码相机与手机上均可见到闪存。此外，闪存在游戏主机上的采用也日渐增加，藉以取代存储游戏数据用的EEPROM或带有电池的SRAM。

闪存是非易失性的内存。这表示单就保存数据而言，它是不需要消耗电力的。与硬盘相比，闪存也有更佳的动态抗震性。这些特性正是闪存被移动设备广泛采用的原因。闪存还有一项特性：当它被制成储存卡时非常可靠──即使浸在水中也足以抵抗高压与极端的温度。闪存的写入速度往往明显慢于读取速度。

虽然闪存在技术上属于EEPROM，但是“EEPROM”这个字眼通常特指非快闪式、以小区块为清除单位的EEPROM。它们典型的清除单位是字节。因为老式的EEPROM抹除循环相当缓慢，相形之下快闪记体较大的抹除区块在写入大量数据时带给其显着的速度优势。闪存最常见的封装方式是TSOP48和BGA，在逻辑接口上的标准则由于厂商阵营而区分为两种：ONFI和Toggle。手机上的闪存常常以eMMC的方式存在。

非易失性存储器的发展趋势预测

在目前已调研的两大类新的非易失性存储器技术中，基于铁电或导电开关聚合体的有机材料的存储器技术还不成熟，处于研发阶段。某些从事这类存储器材料研究的研发小组开始认为，这个概念永远都不会变成真正的产品。事实上，使这些概念符合标准CMOS集成要求及其制造温度，还需要解决几个似乎难以逾越的挑战。另一方面，业界对基于无机材料的新非易失性存储器概念的调研时间比较长，并在过去几年发布了几个产品原型。

早在上个世纪90年代就出现了FeRAM技术概念。虽然在研究过程出现过很多与新材料和制造模块有关的技术难题，但是，经过十年的努力，即便固有的制程缩小限制，技术节点远远高于闪存，铁电存储器现在还是实现了商业化。这个存储器概念仍然使用能够被电场极化的铁电材料。温度在居里点以下时，立方体形状出现晶格变形，此时铁电体发生极化；温度在居里点以上时，铁电材料变成顺电相。

到目前为止，业界已提出多种FeRAM单元结构，这些结构属于两种方法体系，一种是把铁电材料集成到一个单独的存储元件内，即铁电电容器内（在双晶体管/双电容（2T2C）和单晶体管/单电容（1T1C）两种元件内集成铁电材料的方法），另一种是把铁电材料集成到选择元件内，即铁电场效应晶体管内。所有的FeRAM架构都具有访存速度快和真证的随机访问所有存储单元的优点。今天，FeRAM技术研发的主攻方向是130nm制程的64Mb存储器。