有机忆阻器又变强了，但离颠覆存储器市场还有多远？

shuszhao

忆阻器是传说中电阻器、电容器和电感元件以外的电路第四元件，始终处于实验阶段，但这个传说可能将实现。
忆阻器是传说中电阻器、电容器和电感元件以外的电路第四元件，始终处于实验阶段，但这个传说可能将实现。来自新加坡、美国和印度的国际团队研究出一种新型有机忆阻器，不只速度快且稳定性高，保存资料的时间更打破原有纪录。
忆阻器（Memristor）最早在 1971 年由加州大学伯克利分校的蔡少棠教授提出，概念取自于“记忆”（Memory）和“电阻器”（Resistor）两个字的组合。他认为电阻、电容和电感代表电子学中电压、电流、电荷和磁通量 4 项重要元素之间的关系，但代表电荷和磁通量之间关系的元件尚未存在，于是将其命名为忆阻器。
忆阻器的特性在于电阻并不固定，会因为通过的电荷不同而改变，当电荷不再通过时，电阻就会停留在最后通过的值而不再改变。如果电荷是流进水管的水，电阻是水管的直径，忆阻器就像随着水流大小改变粗细的水管。如果流过的水量（电荷）大，那水管就会变粗（电阻增加）；如果流过的水量（电荷）小，那水管就会变细（电阻减少）；如果水停了，水管就会维持最后的直径。

                               
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▲ 电阻器、电容器、电感器和忆阻器概念之间的对称性。（Source：By Parcly Taxel (Own work) [CC BY-SA 3.0 or GFDL], via Wikimedia Commons）
利用忆阻器的特性来打造存储器，即使关闭电源也能保存资料的内容，而且能以更小的空间储存资料，足以取代现有的快闪存储器。此外，忆阻器与人脑神经突触的属性类似，可能可以帮助模拟人脑的特征，加速人工智能的进展。但由于技术上的困难，忆阻器的概念提出时只被视为理论上的存在。
2007 年惠普（HP）宣布由 Richard Stanley Williams 率领的团队成功研发出固态忆阻器，这种忆阻器以无机二氧化钛为原料，形成一片双层薄膜。惠普打的算盘不仅是利用忆阻器取代快闪存储器，更想借此打造全新的电脑型态。虽然惠普曾在 2010 年宣称将与韩国半导体公司 SK 海力士（SK Hynix）合作，在 2013 年推出忆阻器产品，但始终停留在只闻楼梯响的阶段。
由新加坡大学、印度科学协会（IACS）和耶鲁大学合作的国际团队选择有机物为原料，打造新型的忆阻器。这款忆阻器由过渡金属钌和有机材料“azo-aromatic ligands”所组成，而且即使成分有有机分子却相当稳定。新型的有机忆阻器能在 50 奈秒内切换状态，并能在无电力状况下保存资料长达 11 天。更重要的是，这种有机忆阻器的原料既不罕见也不危险，技术上易于制造且和现有技术相比，在成本具相当竞争力。团队领导人 Thirumalai Venky Venkatesan 表示，将寻求工业合作伙伴，以期发挥这项材料的功能。
虽然距离实际上市还要一段时间，但以这项忆阻器的容量和特性，如果产品真的成功，将大大颠覆整个电子产业，并改变人们的日常生活。