电阻式随机存取存储器（ReRAM）是一种正处于开发阶段的下一代内存技能。在阅历了多年的波折之后，这项技能总算开端遭到欢迎了。
富士通和松下正在联合加大投入开发第二代 ReRAM 器材。此外，Crossbar 正在试验性地出产一种 40nm ReRAM 技能，现在正由我国的中芯世界（SMIC）的晶圆厂代工出产。台积电（TSMC）和联电（UMC）也不甘示弱，最近也现已将 ReRAM 加入了自己的开展路途图中，并且将在下一年左右为自己的客户开发这项技能。
多年以来，人们一向在吹捧 ReRAM，说它是 NAND 等传统内存技能的替代者，但 ReRAM 的开发难度比之前任何人猜测的都要大。此外，NAND 也比之前所想的开展得更远，导致许多公司推迟乃至停止了它们的 ReRAM 开发。
并非一切芯片制作商都支撑 ReRAM。GlobalFoundries 等一些公司对 ReRAM 技能就较为冷淡，而是正在开发不同类型的下一代内存技能。
与闪存比较，ReRAM 的优势是读取推迟更低且写入速度更快。在传统内存中，数据以电荷的方式存储。在 ReRAM 中，会有一个电压被运用于一种堆叠的资料，然后导致电阻改动，这种改动可以在内存中记载数据（0 和 1）。
尽管有这些优秀特点，但现在为止出货 ReRAM 的公司仅有寥寥几家。其它公司还在攻坚克难，由于 ReRAM 技能在物理方面十分困难。并且在一些事例中，ReRAM 的功用和可靠性也没有到达人们的等待。
ReRAM 不会替代 NAND 或其它内存，但它会找到自己的方位，尤其是在嵌入式内存运用领域。联电嵌入式非易失性内存助理副总裁 Yau Kae Sheu 说：“ReRAM 是一种针对本钱灵敏型运用的处理计划，比方可穿戴和物联网设备。ReRAM 很合适一些低端的 MCU 和内存密度要求更低的消费级产品。”
但关于未来运用，ReRAM 等一些下一代内存技能的方针是所谓的存储级内存（storage-class memory）商场。多年以来，内存职业一向在寻觅一种新的内存类型，即存储级内存。这种内存可以用在体系的主内存（DRAM）和储存器（NAND 闪存）之间，添补这两者之间日益增大的推迟距离。
ReRAM 的另一个潜在运用是神经形状核算（neuromorphic computing）。神经形状核算运用了脑启示的核算功用，可用于完成人工智能和机器学习。可是，在 ReRAM 进军这些商场之前，内存职业必需求先小规模地掌控 ReRAM。
为什么要做下一代内存？
多年以来，内存职业一向都在开发 ReRAM 和其它下一代内存技能。由于传统内存存在许多约束，新的内存类型有望添补这些空白。
Applied Materials 硅体系组内存和资料总经理 Er-Xuan Ping 说：“他们正在处理 DRAM 和 NAND 的问题。NAND 很慢。DRAM 尽管快，但却是易失性的。”
DRAM 是易失性的，所以当体系断电时，它的数据会丢掉。闪存在断电时也能持续保存数据。但在实践作业中，闪存会阅历多轮读/写周期，这个进程很慢。
总的来说，下一代内存类型的特点是快、非易失且能供给无限的耐久性。它们还要能供给位可改写、免擦除的功用，然后可以作为 DRAM 和闪存的完美替代品。
这些内存技能的问题在于它们依赖于与众不同的资料和杂乱的开关机制，所以下一代内存类型需求更长的开发时刻。与此同时，内存职业还在持续延展 DRAM 和闪存，让新内存类型难以在商场上占有一席之地。
可是，现在有好几种新内存类型都正迎来开展气势，其间3D XPoint 和 STT-MRAM 气势最盛。别的还有碳纳米管 RAM、FRAM 和 ReRAM 等其它一些类型。
没有任何单一一种内存类型是万能的，可以处理一切运用。每种技能都有不同的特点，可以履行不同的功用。Lam Research 的子部分 Coventor 的首席技能官 David Fried 说：“我估计这些先进内存技能首要会被用于可以表现和运用它们的特有优势的运用中。”
由英特尔和美光开发的 3D XPoint 技能是下一代相变内存。而 STT-MRAM 则运用电子自旋的磁性来供给非易失性。
碳纳米管 RAM 是运用纳米管来构成电阻态。而 FRAM 则是运用铁电电容器来存储数据。
ReRAM 与上述办法都不相同。在多年的开发开展中，ReRAM 在 2008 年曾变得臭名远扬，那时候惠普公司提出了一种被称为忆阻器（memristor）的 ReRAM。多年以来，惠普一向都在开发一款集成整合了忆阻器的面向未来的体系“The Machine”。但剖析人士说，惠普在这项技能上尽力多年之后却转向了一种愈加传统的内存计划，退出了忆阻器的路途。
现在惠普现已和西部数据开端协作开发另一种 ReRAM 技能了。4DS、Adesto、Crossbar、美光、松下、三星、索尼等公司也在开发 ReRAM。
可是到现在为止，松下是仅有一家量产 ReRAM 的公司。别的，Crossbar 也有望在今年年底之前开端出货 ReRAM。
其它公司都还在尽力开发 ReRAM。“Adesto 一向在缓慢地出货低密度 CBRAM，他们信任将在 2018 年完成许多出货。”Web-Feet Research 首席履行官 Alan Niebel 在谈到导电桥接 RAM（CBRAM，这是一种 ReRAM）时说道，“西部数据和惠普现已陷入窘境，但或许能在 2019 年出货。”
与此同时，索尼正在调整自己的 ReRAM 的开发作业。多年来，索尼和美光一向都在协作开发 ReRAM，但美光最近退出了该项目。转而开端与英特尔协作要点开发 3D XPoint，留下了没有晶圆厂协作伙伴的索尼单独开发 ReRAM。
在代工厂方面，中芯世界、台积电、联电等都正在为代工客户开发和/或供给 ReRAM 工艺。但 GlobalFoundries 和三星这两家到现在为止都还没有推出 ReRAM。
晶圆代工厂正在探究一切下一代内存类型，但它们的要点仍是那些长时间看来更有或许成功的技能。GlobalFoundries 嵌入式内存副总裁 Dave Eggleston 说：“出资这些技能的本钱很高，职业只能出资这么多。”
例如，GlobalFoundries 偏重的技能是 STT-MRAM。三星、台积电和联电也正在为代工客户开发 STT-MRAM。 Eggleston说：“在一切这些技能中，最具商业潜力的技能肯定是 MRAM。嵌入式 MRAM 正处于最前沿的方位。假如能取得出资，其它一些技能得到运用的难度将越来越大。”
ReRAM 有一些优势，但仍然面临着严峻的应战。他弥补说：“在选用方面，ReRAM 事实上有点让人绝望。”
ReRAM 是什么？
ReRAM 也是一种难以把握的技能，但对晶圆厂的出产来说，它是一种相对简略直接的工艺。ReRAM 和 STT-MRAM 都只需求少数几个掩模进程并且可在晶圆厂中所谓的出产线后道工序（BEOL）制作生成。并且 STT-MRAM 和 ReRAM 都构建在芯片的金属层的触点或通孔之上。
制作 ReRAM 是一回事，但要使其作业又是另一回事。一般来说，ReRAM 有两种首要类型——氧空缺（oxygen-vacancy）ReRAM 和 CBRAM。氧空缺 ReRAM 也被称为依据氧化物的 ReRAM（oxide-based ReRAM），简称 OxRAM。
OxRAM 和 CBRAM 都是二端器材——由一个顶部电极和一个底部电极组成。在两个电极之间是开关介质。
图 1：Filamentary ReRAM 技能，来自 Crossbar
在 OxRAM 中，两个电极之间夹着一种金属氧化物资料。当将正电压施加到顶部电极上时，在两个电极之间会构成导电细丝。这些细丝由离子原子组成。
当将负电压施加到底部电极上时，这些导电细丝会开裂。然后在作用上完成了 ReRAM 在凹凸电阻之间的切换。在内存中，电阻的改动就表明成 0 和 1。
图 2：作业中的 ReRAM，来自 Adesto
和 OxRAM 相似，CBRAM 也是经过构建和炸毁细丝来发明电阻状况。但 CBRAM 是将铜或银金属注入到硅中，然后在两个电极之间构成导电桥或细丝。
其他也有一些人在研讨非细丝的办法。与构成细丝不同，这种技能是运用自整流技能来构成开关效应。有的人将这种技能归类为 OxRAM。
不管怎样，ReRAM 技能都很困难。Lam Research 副总裁 Thorsten Lill 表明：“假如能开发出来，ReRAM 的确能带来读/写推迟方面的改进，但它却有可靠性方面的约束。它的单元开关几万次之后性质就会改动。这好像与构建细丝的物理化学效应有关。咱们对此知之甚少。”
DRAM 和闪存处理的是电子。而 OxRAM 和CBRAM 则触及操控离子原子构成细丝的杂乱进程。电子更轻，而原子更重。
“ReRAM 在纸面上看起来很简略，但实践情况却并非如此。”Applied 的 Ping 说，“当你让离子在资料之中移动时，不只会构成电流，并且还有呼应它的电场。其互分散、温度行为和电行为全都要一同考虑。这必定触及到处理许多天然参数。所以十分杂乱。”
Ping 持续说：“比方，当你向任何一种 ReRAM 输入一个电脉冲时，都会呈现 RC 相互作用。依据 RC 相互作用的不同，部分发生的热也有所不同并且不会坚持不变。假如这有所不同，那氧的分散速度也会不同。这是一个窘境。一方面，电子或许太轻了。然后会导致很高的噪声。另一方面，原子又太重了。这不是简略用电就能处理的。”
