《新型非易失性存储器基本性能测试方法》编制说明

《新型非易失性存储器基本性能测试方法》

团体标准（征求意见稿）编制说明

1.工作情况

1.1项目背景

主存和固态硬盘在计算机体系结构中起着至关重要的作用。随着

数据规模的增长以及芯片多核处理器的发展，计算机系统对主存和固

态硬盘的要求也越来越高。而当前广泛用作主存的DRAM和广泛用

作固态硬盘的NANDFlash在容量、能耗、延迟等方面逐渐受限，已

无法满足高性能存储系统的需求。新型非易失性存储器，例如磁随机

存储器（MagneticRandomAccessMemory；MRAM）、相变存储器

（PhaseChangeMemory；PCM）、阻变存储器（ResistiveRandom

Accessmemory；RRAM），具有高集成度、低功耗等潜力。新型非易

失性存储技术在数据存储和处理领域逐渐显现其重要性，正在受到全

球范围内的广泛关注和研究，有希望取代传统的DRAM和闪存。

当前，全球的研究机构和公司正在开发用于新型非易失性存储器

的性能测试方法，涵盖读写速度、数据保持性和置位/复位等关键性

能参数的测量。国际半导体技术发展路线图（ITRS）等组织积极制

定与新型非易失性存储器技术相关的标准，以促进行业内的一致性和

互操作性。中国也在制定与新型存储器技术相关的标准，并鼓励行业

内合作。对于新型非易失性存储器技术何时产业化还没有明确的时间，

因为这涉及到技术成熟度、市场需求等多种因素。不过随着新型非易

失性存储器技术的不断发展和改进，其稳定性在逐渐提高，逐步朝向

商用化迈进。因此，新型非易失性存储器领域亟需提出规范的基本性

能测试方法，从而为未来技术发展奠定坚实基础。

本标准规定三种新型非易失性存储器芯片包括磁随机存储器芯

片、相变存储器芯片、阻变存储器芯片的关键性能测试和验证方法，

为相关领域的研究人员、工程师和制造商提供各种新型存储器技术的

性能一致性和可比性，旨在推进器件优化设计、上下游测试设备等产

业发展，推进新型非易失性存储器的大规模产业化应用，加快存储体

系架构的革新。

1.2项目来源

本项目根据浙江省半导体行业协会的浙半协〔2023〕7号文件《浙

江省半导体行业协会关于<非易失性存储器基本性能测试方法>团体

标准立项的通知》，由浙江大学微纳电子学院为主起草单位，项目周

期为6个月。

1.3主要工作过程

1.3.1前期准备工作

背景调研

对新型非易失性存储器的发展趋势、基本性能等进行文献调研，

搜索国内外对新型非易失性存储器基本性能测试方法的标准制定情

况，明确标准制定的目的和必要性，确定标准适用的范围。

标准立项

2023年10月向浙江省半导体行业协会提出标准制定立项申请。

成立标准工作组

根据浙江省半导体行业协会下达的《非易失性存储器基本性能测

试方法》团体标准的立项通知，为了更好地开展编制工作，浙江大学

微纳电子学院组建了标准工作组，落实标准起草任务。

1.3.2标准草案研制

收集国内相关标准：收集到GB/T6648—1986《半导体集成电路

静态读/写存储器空白详细规范（可供认证用）》、GB/T

35003—2018《非易失性存储器耐久和数据保持试验方法》、GB/T

17574——1998《半导体器件集成电路第2部分：数字集成电路

3》、GB/T17574《半导体器件集成电路第2部分：数字集成电

路》、GB/T33657《纳米技术晶圆级纳米尺度相变存储单元电学

操作参数测试规范》，为起草该标准提供了参考。

编写标准草案及编制说明：根据标准编制原则，经反复讨论，确

定标准主体内容，编制了标准草案及编制说明。

1.3.3标准研讨会

2023年11月21日，召开标准启动会暨研讨会。会上，编制组

向与会人员作了标准的编制说明，确定了标准研制计划与进展。与会

人员就标准草案的结构、内容和格式等进行详细讨论，并提出如下意

见：

标准名称由《非易失性存储器基本性能测试方法》修改为《新型

非易失性存储器基本性能测试方法》，明确了标准中进行约束的存储

器均为新型非易失性存储器，包括磁随机存储器、相变存储器、阻变

存储器，而不包括只读存储器和闪存。更名后不会改变标准的框架与

实质性内容。

1.3.4征求意见（根据标准版次补充）

1.3.5专家评审（根据标准班次补充）

1.3.6标准报批（根据标准班次补充）

1.4标准制定相关单位及人员

1.4.1本标准起草单位：浙江大学微纳电子学院。

1.4.2本标准起草人：程志渊、黄平洋、刘晨曦、杨吉龙。

2.标准编制原则、主要内容及确定依据

2.1编制原则

标准编制遵循合规性、协调性、时效性、可行性，严格按照GB/T

1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规

则》规定的基本原则和要求进行编写。

2.1.1合规性

标准的编制符合国家相关法律法规、标准、文件的要求。

2.1.2协调性

制定新型非易失性存储器的基本性能测试方法时，应考虑和协调

与其他行业标准的关系，考虑行业发展技术现状，以促进行业技术升

级。

2.1.3时效性

标准的制定应当考虑到科技和行业的发展变化，具有一定的时效

性，能够适应未来一段时间内的发展趋势。

2.1.4可行性

标准中的技术内容应具有可行性，能够在实际应用中被广泛采用，

为行业提供实际的指导与规范。

2.2主要内容及确定依据

标准主要内容包括新型非易失性存储器基本性能测试方法的范

围、规范性引用文件、术语和定义、磁存储器测试、相变存储器测试

和阻变存储器测试。

2.2.1范围

根据标准主要内容和适用对象确定范围。

2.2.2规范性引用文件

根据实际引用的规范性文件按规定要求排列。

2.2.3术语和定义

根据标准的实际需要和行业通用解释确定。

2.2.4磁存储器测试、相变存储器测试、阻变存储器测试

对磁存储器抗磁性测试、读干扰率/写错误率测试、数据保持时

间测试的测试原理、测试条件和测试方法依次进行分析与介绍；对相

变存储器测试的测试条件、测试原理、存储窗口测试以及置位/复位

测试、耐久测试、数据保持时间测试依次进行分析与介绍；对阻变存

储器测试的测试条件、测试原理、存储单元初始化成功率测试以及置

位/复位测试、耐久测试、数据保持时间测试依次进行分析与介绍。

重点参考了GB/T35003—2018《非易失性存储器耐久和数据保

持试验方法》，但GB/T35003—2018制定较早，适用范围是电可擦除

可编程只读存储器（EEPROM）和快闪存储器（Flash），部分内容不

适用于磁随机存储器（MRAM）、相变存储器（PCM）、阻变存储器

（RRAM）等新型非易失性存储器。故本标准在其技术基础上，参考

磁随机存储器、相变存储器、阻变随机存储器的相关文献、相关标准

和实际经验，对三种新型非易失性存储器的基本性能测试方法标准进

行更新与补全。

3.知识产权情况

本标准不涉及专利及知识产权方面的内容。

4.产业化情况

无。

5.采用国际标准和国外先进标准情况

无。

6.与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

6.1目前国内相关标准：

GBT35003-2018非易失性存储器耐久和数据保持试验方法

T/CIE092-2020自旋转移矩磁随机存储器测试方法

TCIE133—2022磁随机存储器件数据保持时间测试方法

TCIR126—2021磁随机存储芯片测试方法

TCSTM01003—2023相变存储器电性能测试方法

TZACA041—2022混合信号半导体器件测试设备

以上标准存在基本性质测试覆盖不全面、应用场景有限、部分内

容需要更新等问题。

6.2本标准与相关法律、法规、规章、强制性标准无冲突。

6.3本标准引用了以下标准：

GB/T6648——1986半导体集成电路静态读/写存储器空白详细

规范（可供认证用）

GB/T35003——2018非易失性存储器耐久和数据保持试验方法

GB/T17574——1998半导体器件集成电路第2部分：数字集

成电路3

GB/T17574半导体器件集成电路第2部分：数字集成电路

GB/T33657纳米技术晶圆级纳米尺度相变存储单元电学操作

参数测试规范

7.重大分歧意见的处理经过和依据

无。

8.贯彻标准的要求和措施建