阻变存储器（RRAM or ReRAM，也称忆阻器）是当下最有前景的新型非易失性存储技术之一，其器件结构简单，操作方式简捷，具有尺寸易于缩小，高速度，低功耗，低成本，易与CMOS工艺兼容等诸多特点。

 

      存储器件的单元结构为M-I-M的三明治结构，上下两层为金属电极，中间为阻变层。操作存储器件时，在上下电极间施加电压，中间的阻变层中会形成一条导电通道。通过改变上下电极间的电压来控制导电通道的状态，进而使得存储器件的电阻值发生变化。不同的电阻值代表不同的存储状态，即使去掉电极上的电压信号，电阻值（存储状态）仍然会继续保持，因此可以实现非易失性存储。

 

 

 

      阻变器件中使用的材料为CMOS工艺中常用的材料，具备良好的CMOS工艺兼容性，非常适合应用在嵌入式场景中。简单的器件结构不但使其器件尺寸易于缩小，使得大容量、高密度的应用成为可能；而且由于在制造工艺中减少了掩膜版的使用数目，也使其制造成本进一步降低。得益于器件本身的物理特性，RRAM的写入速度是传统闪存的1000倍以上，在操作时不需要像传统的闪存那样施加很高的电压，也不需要预先擦除，因而也非常适合应用在高速度、低功耗的应用场景中。

阻变器件的结构及工作机理

已研发出的RRAM原型样片

      近年来，基于阻变器件的独特工作机制而衍生出的新应用也不断地涌现出来。基于RRAM的物理不可克隆（PUF：Physical Uncloneable Function）芯片相较于传统的PUF具有随机性更强、工作温区更宽、单元面积更小和可刷新等诸多优点，具有广阔的应用前景。

PUF的工作原理

     基于RRAM的类脑计算芯片采用新型的存算一体（In-Memory Computing）计算架构，更是解决了传统的冯·诺依曼架构中存在的“内存墙”的问题，在显著降低功耗的同时大幅提高了计算性能，很有希望成为下一代计算架构的核心技术。

类脑计算示意图