讓我們面對現實：雖然摩爾定律可能還沒有完全失效，但它已經存在了一段時間。通過改進制造工藝和簡單地縮小晶體管尺寸來“輕松”提升性能的日子早已一去不復返了。如今，希望逐年提高半導體性能的研發團隊不僅要涉足晶體管架構本身，還要涉足材料工程。探索元素周期表中存在的元素可能會為半導體提供比硅所能提供的更高性能、更小、更節能的設計。現在，斯坦福大學工程學院的一個研究小組已經轉向地球上最珍貴的金屬之一——鈀——作為更快、更節能的內存架構的潛在設計。研究團隊的方法是基于這樣的假設，即我們已經從互聯網時代過渡到 AI 時代。斯坦福大學工程學院 Leland T. Edwards 教授
Shan X. Wang表示，這項研究背后的想法是“在邊緣啟用人工智能——在你的家用電腦、手機或智能手表上進行本地訓練——以應對心臟病等問題檢測或語音識別。”
Shan X. Wang
然而，他補充說，要做到這一點，我們目前的技術成果還達不到；我們需要一種存儲器，它可以在沒有任何產品投放市場的情況下在媒體上反復出現、反復出現：憶阻器。憶阻器是一種非易失性存儲器，不需要恒定的電流來將數據保存在其存儲庫中。該論文的第一作者 Mahendra DC 對此做出了最好的解釋：“我們正在遇到當前的技術壁壘，”DC 說。“所以我們必須弄清楚我們還有哪些其他選擇。”為了打破這堵墻，研究人員挑選了一種鈀的化合物，即三鈀化錳，因為它具有必要的特性，最終（他們說）使憶阻器設計看到了曙光。這其中的一部分與我們當前的半導體制造技術有關：考慮用于新型半導體設計的任何材料都必須處理工具和供應線在硅領域根深蒂固的事實。因此，理想情況下，任何替代化合物都能夠應用于當前的制造工藝，而無需進行大量（且昂貴的）工藝變更。錳鈀化合物符合這一要求，但該化合物最重要的特性是其粒子被操縱成為記憶存儲設備的方式。這里的信息不是來自電壓狀態，就像 NAND 閃存等標準存儲設備的情況一樣，而是通過操縱自旋化合物的電子取向。從本質上講，研究人員能夠操縱電子的磁場，使其中心在北極和南極之間反彈。然后這些自旋方向之一（南北或南北）被用來表示 1 或 0 - 解鎖我們所知道的計算背后的二進制系統。這種自旋數據存儲方法被命名為“自旋軌道扭矩磁阻隨機存取存儲器”或 SOT-MRAM，它有可能比當前技術更快、更有效地存儲數據，而且密度更高。當然，所有這些研究都有一個重要警告：鈀金屬目前幾乎與黃金一樣昂貴，但也是一種更為稀有的商品。更糟糕的是，目前世界上 40% 的鈀金在南非開采，另有 44% 的鈀金在俄羅斯開采。因此，從等式的物流和地緣政治方面來看，鈀金的供應本身可能是一個問題。除此之外，SOT-MRAM 對鈀金的需求增加肯定會推高其價格。在追求新穎的晶體管設計時，需要考慮所有這些。總而言之，這項研究很有希望，但就像過去十年（甚至更長時間）的所有憶阻器新聞一樣，我們似乎仍站在道路的起點。我們是否或何時看到最后的成功，那是未來告訴我們的事情。
