1. 相變存儲器的發展歷史
二十世紀五十年代至六十年代，Dr. Stanford Ovshinsky開始研究無定形物質的性質。
無定形物質是一類沒有表現出確定、有序的結晶結構的物質。
1968年，他發現某些玻璃在變相時存在可逆的電阻系數變化。
1969年，他又發現激光在光學存儲介質中的反射率會發生響應的變化。
1970年，他與他的妻子Dr. Iris Ovshinsky共同建立的能量轉換裝置（ECD）公司，發布了他們與Intel的Gordon Moore合作的結果。
1970年9月28日在Electronics發布的這一篇文章描述了世界上第一個256位半導體相變存儲器。
近30年後，能量轉換裝置（ECD）公司與MicronTechnology前副主席Tyler Lowery建立了新的子公司Ovonyx。
在2000年2月，Intel與Ovonyx發表了合作與許可協議，此份協議是現代PCM研究與發展的開端。
2000年12月，STMicroelectronics（ST）也與Ovonyx開始合作。
至2003年，以上三家公司將力量集中，避免重復進行基礎的、競爭的研究與發展，避免重復進行延伸領域的研究，以加快此項技術的進展。
2005年，ST與Intel發表了它們建立新的快閃記憶體公司的意圖，新公司名為Numonyx。
在1970年第一份產品問世以後的幾年中，半導體製作工藝有了很大的進展，這促進了半導體相變存儲器的發展。
同時期，相變材料也愈加完善以滿足在可重復寫入的CD與DVD中的大量使用。
Intel開發的相變存儲器使用了硫屬化物（Chalcogenides），這類材料包含元素周期表中的氧/硫族元素。
Numonyx的相變存儲器使用一種含鍺、銻、碲的合成材料（Ge2Sb2Te5），多被稱為GST。
現今大多數公司在研究和發展相變存儲器時都都使用GST或近似的相關合成材料。
大部分DVD-RAM都是使用與Numonyx相變存儲器使用的相同的材料。
2011年8月31日，中國首次完成第一批基於相變存儲器的產品晶元。
2015年，《自然·光子學》雜志布了世界上第一個或可長期存儲數據且完全基於光的相變存儲器。
2. OUM是什麼東西
相變存儲器(OUM)
奧弗辛斯基(Stanford
Ovshinsky)在1968年發表了第一篇關於非晶體相變的論文，創立了非晶體半導體學。一年以後，他首次描述了基於相變理論的存儲器：材料由非晶體狀態變成晶體，再變回非晶體的過程中，其非晶體和晶體狀態呈現不同的反光特性和電阻特性，因此可以利用非晶態和晶態分別代表「0」和「1」來存儲數據。後來，人們將這一學說稱為奧弗辛斯基電子效應。相變存儲器是基於奧弗辛斯基效應的元件，因此被命名為奧弗辛斯基電效應統一存儲器(OUM)，如圖2所示。從理論上來說，OUM的優點在於產品體積較小、成本低、可直接寫入(即在寫入資料時不需要將原有資料抹除)和製造簡單，只需在現有的CMOS工藝上增加2~4次掩膜工序就能製造出來。
OUM是世界頭號半導體晶元廠商Intel公司推崇的下一代非易失性、大容量存儲技術。Intel和該項技術的發明廠商Ovonyx
公司一起，正在進行技術完善和可製造性方面的研發工作。Intel公司在2001年7月就發布了0.18mm工藝的4Mb
OUM測試晶元，該技術通過在一種硫化物上生成高低兩種不同的阻抗來存儲數據。2003年VLSI會議上，Samsung公司也報道研製成功以Ge2Sb2Te5(GST)為存儲介質，採用0.25mm工藝制備的小容量OUM，工作電壓在1.1V，進行了1.8x109
讀寫循環，在1.58x109循環後沒有出現疲勞現象。
不過OUM的讀寫速度和次數不如FeRAM和MRAM，同時如何穩定維持其驅動溫度也是一個技術難題。2003年7月，Intel負責非易失性存儲器等技術開發的S.K.Lai還指出OUM的另一個問題：OUM的存儲單元雖小，但需要的外圍電路面積較大，因此晶元面積反而是OUM的一個頭疼問題。同時從目前來看，OUM的生產成本比Intel預想的要高得多，也成為阻礙其發展的瓶頸之一。
3. 科學家已經研製出了最小尺寸的相變存儲單元，這對計算系統有怎樣的意義呢
科學家已經研製出了最小尺寸的相變存儲單元，這對計算系統有怎樣的意義呢，如今數據產量呈爆炸式增長，傳統的馮諾依曼計算架構成為未來繼續提升計算系統性能的主要技術障礙。能夠集存儲和計算功能於一身的相變隨機存儲器是突破馮諾依曼計算架構瓶頸的理想路徑選擇。它具有非易失性、編程速度快、循環壽命長等優點。然而，在PCRAM中相變材料和加熱電極之間的接觸面積很大，這導致相變存儲器的高功耗。如何進一步降低功耗已經成為相變存儲器未來發展的最大挑戰之一。
非易失性存儲技術在許多方面取得了重大進展，為提高計算機系統的存儲能效帶來了新的機遇。利用新型非易失性存儲技術取代傳統存儲技術，可以滿足計算機技術發展對高存儲能效的需求。以相變存儲器(PCM)為代表的許多新型存儲技術，以其高集成度、低功耗的特點，引起了國內外研究者的關注。以上就是對科學家已經研製出了最小尺寸的相變存儲單元，這對計算系統有怎樣的意義呢這個問題的解答。
4. 【非易失性半導體存儲器的相變機制】 什麼是半導體存儲器
非易失性半導體存儲器的相變機制
非易失性存儲器(NVM)在半導體市場佔有重要的一席之地，特別是主要用於手機和其它便攜電子設備的快閃記憶體晶元。今後幾年便攜電子系統對非易失性存儲器的要求更高，數據存儲應用需要寫入速度極快的高密度存儲器，而代碼執行應用則要求存儲器的隨機訪存速度更快。
經過研究人員對浮柵存儲技術的堅持不懈的研究，現有快閃記憶體的技術能力在2010年底應該有所提升，盡管如此，現在人們越來越關注有望至少在2020年末以前升級到更小技術節點的新式存儲器機制和材料。
目前存在多種不同的可以取代浮柵概念的存儲機制，相變存儲器（PCM）就是其中一個最被業界看好的非易失性存儲器，具有快閃記憶體無法匹敵的讀寫性能和升級能力。
在室溫環境中，基於第六族元素的某些金屬（硫族化合物）的晶態和非晶態的穩定性非常好。特別是GeSbTe合金最被看好，因為它遵守一個偽二元構成方式（在GeTe和 Sb2Te3之間），以下簡稱GST。
在爛巧枯基於硅的相變存儲器中，不飢洞同強度的電流經過加熱器（電阻），到達硫化物材料，利用局部熱焦耳效應，改變接觸區周圍的可寫入容量（圖1）。在經過強電流和快速猝滅後，材料被冷卻成非晶體狀態，導致電阻率增大。切換到非晶體狀態通常用時不足100ns，單元的熱時間常量通常僅為幾納秒。若恢復接觸區的晶體狀態，使材料的電阻率變小，需要施加中等強度的電流，脈沖時間較長。存儲單元寫入操作所用的不同電流寬褲產生了存儲器的直接寫入特性。這種直接寫入功能可簡化存儲器的寫入操作，提高寫入性能。
圖1a：PCM存儲元件的橫截面原理圖
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圖1b：寫入操作過程中的模擬溫度曲線圖
使用比寫入電流低很多的且無重要的焦耳熱效應的電流讀取存儲器，從而可以區別高電阻（非晶體）和低電阻（晶體）狀態。
PCM被業界看好是因為兩大原因。第一原因是存儲器功能性增強：這些改進之處包括更短的隨機訪存時間、更快的讀寫速度，以及直接寫入、位粒度和高耐讀寫能力。整合今天的快閃記憶體和快速動態隨機訪問存儲器（DRAM）的部分特性，PCM技術將存儲器的功能提升到一個新的水平，最終不僅可以取代快閃記憶體，還能替代DRAM的部分用處，如常用操作碼保存和高性能磁碟緩存 (
圖2) 。
圖2：存儲技術屬性比較
存儲單元小和製造工藝可以升級是讓人們看好PCM的第二大理由。相變物理性質顯示製程有望升級到5 nm節點以下，有可能把快閃記憶體確立的成本降低和密度提高的速度延續到下一個十年期。
採用一項標准CMOS技術整合PCM概念、存儲單元結構及陣列和晶元測試載具的方案已通過廣泛的評估和論證。128 Mb高密度相變存儲器原型經過90 nm製程論證，測試表明性能和可靠性良好。根據目前已取得的製程整合結果和對PCM整合細節理解水平，下一個開發階段將是採用升級技術製造千兆位（Gbit）級別河南省瑞光印務股份有限公司提供
的PCM存儲器。
【參考文獻】
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Memory Cell Concepts and Designs」 in Phase Change Materials – Science and Applications edited by S.Roux and M.Wuttig, Springer Verlag, ISBN: 978-0-387-84873-0 e-ISBN: 978-0-387-84874-7, pag.355-380, 2008.
關於作者
Roberto Bez
恆憶研發中心技術開發部研究員，負責恆憶相變存儲技術（PCM）的研發工作。
Roberto於1987年加入意法半導體。在任職於ST的20年間，他服務於多個非易失性存儲技術部門，重點研究領域是NOR快閃記憶體、NAND快閃記憶體及相變存儲（PCM）。Roberto擁有超過25項專利，所著文章曾發表在100多種刊物上。
Roberto畢業於米蘭大學（University of Milan），獲得物理學學士學位。
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5. 相變存儲器的工作原理
相變存儲器（PCM）是一種非易失存儲設備，它利用材料的可逆轉的相變來存儲信息。同一物質可以在諸如固體、液體、氣體、冷凝物和等離子體等狀態下存在，這些狀態都稱為相。相變存儲器便是利用特殊材料在不同相間的電阻差異進行工作的。
在非晶態下，GST材料具有短距離的原子能級和較低的自由電子密度，使得其具有較高的電阻率。由於這種狀態通常出現在RESET操作之後，一般稱其為RESET狀態，在RESET操作中DUT的溫度上升到略高於熔點溫度，然後突然對GST淬火將其冷卻。冷卻的速度對於非晶層的形成至關重要。非晶層的電阻通常可超過1兆歐。
在晶態下，GST材料具有長距離的原子能級和較高的自由電子密度，從而具有較低的電阻率。由於這種狀態通常出現在SET操作之後，我們一般稱其為SET狀態，在SET操作中，材料的溫度上升高於再結晶溫度但是低於熔點溫度，然後緩慢冷卻使得晶粒形成整層。晶態的電阻范圍通常從1千歐到10千歐。晶態是一種低能態；因此，當對非晶態下的材料加熱，溫度接近結晶溫度時，它就會自然地轉變為晶態。
典型的GST PCM器件結構頂部電極、晶態GST、α/晶態GST、熱絕緣體、電阻（加熱器）、底部電極組成。一個電阻連接在GST層的下方。加熱/熔化過程隻影響該電阻頂端周圍的一小片區域。擦除/RESET脈沖施加高電阻即邏輯0，在器件上形成一片非晶層區域。擦除/RESET脈沖比寫/SET脈沖要高、窄和陡峭。SET脈沖用於置邏輯1，使非晶層再結晶回到結晶態。
6. ge2sb2te5怎麼讀 在線等謝謝各位大神
我猜這是一種化合物，是相變存儲器的關鍵部分，相變材料主要是硫系化合物合金材料，其中，G eSbTe 體系被認為是最成熟的材料體系， 而Ge2Sb2Te5（GST）是目前公認的最適合的相變材料。可以按照普通化合物念，5碲2銻化鍺。