忆阻器又称记忆电阻器,是继电阻、电容、电感之后的第四种电路基本元件,可以表示磁通与电荷之间的关系。忆阻器具有记忆功能,阻值会随流经电荷而改变,通过测定阻值,可计算出流经的电荷量。
忆阻器通常呈“三明治”结构,即金属/绝缘体/金属(MIM)单元结构,其中I为忆阻功能层,由离子导体构成,如钙钛矿、硫化物、二元氧化物、有机化合物等。忆阻器有多种工作机制,包括离子迁移机制、电荷转移机制、热化学反应机制等,其中离子迁移机制为忆阻器主要工作机制。
无机材料是迄今为止研究最广泛的忆阻器材料,相比之下,有机高分子材料、生物材料研究较少。近年来,随着环保要求提升、可降解需求释放,基于生物材料的忆阻器受到广泛关注,尤其是丝素蛋白(SF)基忆阻器,目前已制备出多种功能、增强忆阻性能的SF基忆阻器。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2030年忆阻器(记忆电阻器)行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,忆阻器具有存储器、电阻器的特性,在数据存储、生物医学、人工智能、数据中心、逻辑运算、神经网络、通信等领域具有广阔应用空间。但作为新兴元器件,忆阻器生产成本高、商业化程度低,目前市场规模较小,2024年全球忆阻器市场规模约1.5亿美元。
技术创新、研发效率提升是推动忆阻器产业化的重要力量,近年来,国内外机构、企业均在积极研究开发忆阻器,包括意大利巴勒莫大学、美国内布拉斯加大学、惠普、英特尔、IBM、博世、富士通(Fujitsu)、清华大学、国防科技大学、福建师范大学、天忆时代、昕原半导体、亿铸智能、后摩智能等。
我国在忆阻器领域已取得众多突破。北京大学杨玉超团队研发出一种可支持多种工作模式的忆阻器,这种忆阻器能够支持多种光学神经网络,还能实现大规模可重构视觉计算硬件系统;福建师范大学李德力团队开发出了采用银/铋(Ag/Bi)双层电极结构的钙钛矿忆阻器,解决了传统电极成本高、稳定性差的痛点。
新思界
行业分析人士表示,忆阻器市场潜力巨大,吸引了国内外众多企业和机构布局,随着研究深入、相关成果转化,忆阻器正不断从实验室走向产业化,应用空间随之扩大。近年来,忆阻器在材料设计、器件性能优化、应用拓展等方面取得了显著进展,但作为新兴元器件,忆阻器产业化发展仍面临成本高、兼容性不足、缺乏标准等问题。