对于相变存储器，硫族化材料在程序控制下经加热可以产生高阻的非晶无形态(复位相位)，或低阻的多晶态(置位相位)。 

      每种新型存储器都有它的优缺点，因此需要详细了解每种产品的性能，Avraham表示。相变RAM(PRAM)存储器如果能够克服功耗问题，将有力地挑战浮动栅NOR闪存，但它在成本上无法与NAND闪存抗衡。在某些应用场合MRAM有可能替代SRAM，但它们的单元尺寸和功耗又比NAND闪存更大。

      “我相信业界不可能出现某种通用的终极存储器。”Avraham说，“这只是工程师乐于谈论的一个梦想罢了。”

      事实上，存储器研发经理们自己在过去一两年里就已经不再夸夸其谈了，他们的话语中几乎见不到通用存储器这个术语。在经过一段时间的热捧后，许多公司开始冷静下来，连分析师们也推测这些公司已经在重新从事FRAM、MRAM和PRAM的研发了。

      不过飞思卡尔、Intel和TI公司的经理们强调他们的通用存储器研究项目仍在积极进行，不过他们也坦承，对于任何一种新型存储器的研发来说，这条路都会很漫长，而且难度都相当大。

      现有的三种存储器技术—DRAM、EEPROM/闪存和SRAM占市场主导地位的时间都已经有三十多年了，再继续发展都显得很艰难。DRAM电容变得异常的高和薄；为了延伸多晶到多晶介质，闪存必须选用高K值的材料；SRAM则随着工艺的演进开始面临信噪比和软故障率方面的挑战。

      Semico Research公司的DRAM分析师Bob Merritt认为，便携式系统产业目前流行多芯片封装(MCP)技术。三星半导体公司最新的MCP封装将闪存、DRAM和SRAM存储片已堆叠到了8层高。但Merritt指出，MCP在功耗、热问题和带宽方面有所欠缺。“我相信业界最终会找到在功耗方面强于目前水平的存储器技术。”他说，“对Intel、TI、IBM和飞思卡尔公司目前的工作有所了解后会发现，他们正在研发的都是与CMOS逻辑兼容的嵌入式存储器。”

      据飞思卡尔公司MRAM技术总监Saied Tehrani透露，该公司最近展示了一款带氧化铝隧道层的90nm MRAM产品。演示结果表明，可以用包括低K介质材料的90nm逻辑工艺将180nm单元缩小到2.9平方微米。目前飞思卡尔公司的MRAM部门正在尝试用氧化镁来代替氧化铝，据称这样可以改进位阻，并使隧道层变得稍微再薄一些。该公司在华盛顿举行的国际电子设备会议(IEDM)上公开了这一研究成果。

      氧化铝层决定了位阻抗。如果单元尺寸在缩小的同时不改变材料的话，阻抗肯定会上升。磁层厚度为30到40埃，而磁隧道结合处的中间自由磁隔层只有7到8埃。

      “我们不准备在厚度上再下功夫了，因为我们必须维持一定的数据保持能力。但我们可能会做进一步优化，但不是仅靠减少它的厚度，因此不再让人担心。”Tehrani表示。

      飞思卡尔公司的IEDM文章中将会说到，将隧道隔层改成氧化镁可以“显著改善用于检测的信号。”

      磁隧道结中使用氧化铝时，当位从0变到1时，MRAM的阻抗的变化量会达到30%。而采用氧化镁时，阻抗变化可以达到90到100%，这对MRAM技术来说具有很大的意义。“我们可以使MRAM的速度比当今存储器的速度更快。传感放大器的速度也可以更快，存取时间可以减少2倍，也可以使MRAM存储器更具鲁棒性。总之，你可以想怎么用就怎么用。”Tehrani表示。

      前年有两大组织展示了氧化镁的可行性：其中一个组织由IBM研究员Stuart Parkin领导，他目前在IBM公司设在西班牙的Almaden研究室工作，另外一个组织位于日本，成员包括设备制造商Anelva以及日本通产省工业技术院。

      据Tehrani透露，飞思卡尔公司计划今年发布4Mb的分立MRAM器件，用户可用它代替电池供电的SRAM。下一步目标是整合MRAM和逻辑，重点提高该技术的速度和可靠性。

      “一些公司对此抱有很高的但不太现实的期望。”Tehrani表示，“我相信MRAM技术仍会有很大的前途，从飞思卡尔公司就能看得出来。但就能够达到对市场产生显著影响的成本结构和批量数来说，仍存在艰巨的挑战。这也是任何新的存储器技术都会面临的挑战。”

      东芝公司高级存储器技术部门的经理Hiroaki Yoda认为，MRAM仍然面临的主要挑战是编程电流太大。不过Yoda表示，MRAM技术进展非常迅速，比如氧化镁隔层和自旋动量转移技术的引入就是“巨大的进步”。

      因此，“纳秒级的读取速度是可能的，而且减少编程电流的目标变得更加接近现实。这与其它新的存储器技术开发工作完全不同，因为后者并没有取得太多的技术创新。”Yoda表示。

      PRAM可以满足Intel的内部目标

      负责非易失性存储器技术的Intel研究员Greg Atwood透露，Intel公司正在加大相变存储器开发的力度。

      “目前该项目正在加速，不过我们更愿尽量保持低调。我们会不断看到好的结果出来。”Atwood宣称，“每当我们这样说时，就意味着某类产品快要推出。”

      FRAM、MRAM和PRAM适合逻辑集成。PRAM最终将取代浮动栅闪存。

      Intel公司也闪烁其辞，即在早期阶段大肆眩耀自己的成果，后来又承认相变技术仍面临一些成本方面的挑战。

      “也许我们在时间安排方面有点过于乐观，我们正面临新产品上线的挑战。但内部项目会按计划进行，并满足内部目标要求。”Atwood表示，“我们仍然很看好相变存储器，它将成为新一代的NOR和NAND存储器。”

      相变存储器的最大优势是它的可伸缩性，他指出。

      值得注意的是，自从20世纪70年代以来业界还没有发明过新的存储器，Atwood补充道，“我们不会轻易放弃现行的这些存储器技术。既然目前这些存储器类型通过升级可以使用30年，我们希望确保下一代存储器技术至少能通过升级使用10年。”
　
      目前的存储器都是电荷存储类型，并且都接近基本的物理极限。许多公司尝试用新材料进行补偿，但存储器的复杂度随之快速增加，最终结果却是事倍功半。

      例如Intel公司正在生产45nm的StrataFlash，并且在实验室已开发出32nm的闪存。为了增加存储电荷，Atwood指出，闪存供应商需要为多晶到多晶介质开发高K值的介电材料。在拓展氧化隧道方面还有更多的工作要做，在某些场合可能需要三维或垂直结构。

      闪存单元的绝大部分面积用于与相邻单元的隔离。Intel和其它公司正着眼于自校准触点，并规划其它拓展措施以延展浮动栅技术。

      Atwood还指出，科学家和工程师控制原子的能力在过去5年中有了“突破性“进展。“在控制原子过程中产生了大量机会，其中一些机会可用于存储器领域。”他说，“在下一个十年初期，我们就可以看到在过去5年中研究出的一些材料基础上开发的新产品。你将会看到如下一些产品，如FRAM、MRAM、可编程金属化、氧化合金、阻性聚合物、纳米管、分子存储器甚至整合了像IBM的Millipede方法这类相变技术的MEMS。”所有这些他认为都是与新材料相关的。

      TI通过合作加速FRAM研发

      TI公司FRAM开发部总监Ted Moise表示，TI仍对公司与Ramtron在FRAM方面的合作开发充满信心。

      “对于任何新的材料，实现功能、取得量产、最终取得高良品率，每一步都是极大的挑战。”Moise说，“蚀刻FRAM材料也是巨大的挑战，蚀刻步骤中可能会造成位损坏。”

      在项目的开始，TI必须建立一套新的生产基础设施，这就要求采用新的材料和设备程序以及新的测试和可靠性方法。“从无到有创建这套基础设施需要花很长的时间，不过我们已经有了很大的进步，并且已经生产出一些对TI客户来说非常有用的产品。”Moise表示。

      FRAM的突出优点是具有“特别低”的功耗，Moise补充道。“在低功率嵌入式领域，FRAM具有很强的竞争力。同时它也兼容逻辑库。对于嵌入式闪存，编程晶体管需要的高电压已经成为很大的问题。闪存和逻辑之间的电压完全不同。FRAM的单元尺寸大约只有SRAM的三分之一大小。”他表示。

      在TI公司位于达拉斯的晶圆厂里，TI通过生产与Ramtron公司合作开发的分立4Mb FRAM获得了相关的制造经验。今年，这对合作伙伴将生产8Mb的FRAM。

      NAND的低成本给竞争者带来极大的挑战。相变存储器功耗较大，但具有很快的写入速度。