摘要：随着信息技术快速提升，信息化与全球化迅猛推进，人类大步跨入了知识经济新时代。本文简介了纳米记忆元件发展概况，探讨了其突破芯片技术极限，推动信息技术进步、信息产业升级和知识经济崛起的战略意义，展望了其高新科技应用前景。
　　关键词：记忆元件;忆阻器;忆容器;忆感器;信息技术;信息产业;知识经济
　　现代信息技术的高速发展，使信息化水平不断提升，大大提高了人们处理信息的能力和利用信息的效率，加速了科技开发与信息产业创新的步伐，引领着各行各业加快了科技成果向现实生产力转化的速度，从而使知识在经济增长中的贡献程度空前提高。因此，知识经济实质上是一种以信息产业为支柱产业，以信息技术为核心技术的全球网络经济和创新经济。而芯片技术作为信息技术的关键，经过半个多世纪的高速发展，似乎已经走到了尽头，其发展难以为继。正在人们为难之际，纳米电子记忆元件的问世，使芯片技术突破了发展极限，为信息技术的推进、信息产业的升级、知识经济的崛起带来了无限希望。
　　一、纳米记忆元件发展概况
　　纳米电子记忆元件（简称记忆元件），是近年来世界发达国家、行业巨头不惜血本研发的一类高新电子元件。其包括忆阻器（MR，又称忆阻、记忆电阻器）、忆容器（MC，又称忆容、记忆电容器）和忆感器（ML，又称忆感、记忆电感器）。
　　在传统电路中，电路的基本元件只有三种无源元件，即电阻器（R，简称电阻）、电容器（C，简称电容）、电感器（L，简称电感）。而在现代电路中，由于三种无源记忆元件的出现，电路的基本元件将扩充至六种，从而组成了完备的无源基本电路元件集，为电子技术的创新发展拓展了广阔途径。
　　纵观国际，2008年，美国惠普公司声称研发出了忆阻器;2009年，美国加州大学伯克利分校宣布研发出了忆容器。放眼国内，2012年，华中科技大学声明研发出了忆阻器;2014年，清华大学宣告研发出了忆感器;2014年，安徽铜陵市新泰电容电器有限责任公司宣称，发明了一种具有记忆功能的电容器用金属化薄膜，申请了国家发明专利，可为忆容器的研发提供材料来源。据了解，自美国惠普忆阻器原型问世以来，世界发达国家对记忆元件的研究迅速升温，至今已有十多个国家的上百个研究机构参与。不仅英国、德国、日本、法国、俄罗斯、韩国、澳大利亚、荷兰、比利时等国相继加入，就连Intel、IBM等世界工业巨头也在美国军方支持下砸下重金。
　　高效推进记忆元件的发展，这不仅是一个技术问题，也是一个经济问题、应用问题和市场问题，必须进行系统全面的深入研究。
　　二、记忆元件突破电子技术极限的战略意义
　　当今世界，越来越多的科学家认为，限于目前光刻扫描仪的极限水平是10纳米，10纳米也自然成为半导体芯片技术小型化的极限，最迟至2020年，见证半导体工业长达半个世纪且随之进化的“摩尔定律”将迎来物理极限的大考。
　　目前，石墨烯被认为是替代硅最有前途的芯片材料，但究竟哪种元器件堪当继续推进芯片小型化和高性能的大任，科学家多年来一直在呕心沥血地艰辛探索。
　　近年来，高新纳米记忆元件忆阻器的出现，给电子技术突破极限再升级带来了新希望。因为单个忆阻器的物理尺寸小，状态变化快，转换时间仅为0.1纳秒，与DRAM相当。并且忆阻器可制成阵列和多层堆叠，如将其作为存储，每平方厘米容量可达100GB，每立方厘米容量可达1000
　　TB。若作为存储器，其存储密度、功耗、读写时间远远胜过闪存。而存储密度甚至可与磁性存储器相媲美。正是由于忆阻器只有3纳米的尺寸，大大突破了芯片10纳米的极限，为芯片的小型化延伸了发展极限，从而延长了摩尔定律的适用期。另外，由于它还具有完全不同于晶体管的电学特性，一个忆阻器具有10个晶体管的功率，且体积更小，故可使集成电路上可容纳的忆阻器数目及其技术性能大大突破约每隔18个月提升一倍速度的限制。同时，忆阻器不仅能用于存储，还能进行二进制布尔运算，有望开发出容存储与处理于一体的新型器件，理论上忆阻器可以完全替代现在所有的数字逻辑电路。再者，忆阻器由于是无源元件，还具有节能功能。所有这些，都充分表明，忆阻器不仅可延续摩尔定律的适用期，而且可大大突破摩尔定律所界定的性能提升速度和性能类别。

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