1947年贝尔实验室发明晶体管，开创了一个电子设备的时代，与笨重脆弱的真空管相比，这种电子设备体积更小，功耗更低。晶体管起着二进制开关的作用，使电流从断开状态变为接通状态。收音机、计算器和电话是用新的半导体技术取代真空管的第一波仪器。随着这项技术的规模越来越小，随后的几十年中，硅晶体管稳步集成到设备中，而今天的计算机、手机、手表、心脏起搏器，以及几乎所有类型的电子设备都依赖于硅晶体管进行高速处理和存储。
进入忆阻器，这是一种模拟二进制开关的电子设备，使用二维和三维矩阵配置或横杆阵列，根据电流电阻调节电导率状态。KAUST材料科学与工程副教授马里奥·兰扎博士断言，像晶体管一样，忆阻器成为新的开关技术标准只是时间问题，在速度和操作效率上都超过晶体管。
兰扎是最近发表的一篇评论论文《数据存储、计算、加密和射频通信的记忆技术》的主要作者，该论文是《科学》杂志报道晶体管发现75周年的一部分。根据来自工业界和学术界的合著者提供的研究结果，本文首次对支持忆阻器技术在材料和应用方面的成熟度的数据进行了全面总结。
兰扎说：“忆阻器主要由四种不同的材料制成，可应用于四种应用场合，共有16种组合，本文涵盖了所有这些组合。”。“我们从统计数据上展示了忆阻器在这些不同配置中如何工作的技术标准。你可以看到什么起作用，这非常令人兴奋。我们的研究结果汇编可以对该领域产生重要影响。”
Lanza预测，未来可能会有许多其他组合，因为由二维层状材料和钙钛矿制成的忆阻器正在快速改善其性能，并且可能会设计其他应用。
超越
目前的芯片技术在尺寸上已经达到了量子力学的基本极限。芯片晶体管不能小于原子间距离。由于缩小规模不是一种选择，记忆技术可以扩大规模，集成垂直、三维技术，包括纳米级金属线矩阵和绝缘开关鈥攖he忆阻器鈥攁t每个接头。施加电压脉冲会破坏绝缘层，从而产生电流通道。在消除电压的过程中，材料的改性结构保持为导电的幻影或存储器，当再次施加电压时，可以反转以恢复初始状态。
这样，忆阻器就充当了一个极性开关，可以在导电和非导电状态之间切换。兰扎说，这种能力可以用于集成序列中的许多不同功能。
兰扎说：“记忆器就像一把瑞士军刀。它可以用于很多事情。”。“无论我想要25个稳定或不稳定状态，还是10个或2个状态，这是一个有许多状态可以调整的开关。网格可以编程以快速进行高级计算，在更少的空间和更多的应用程序中消耗更少的能量鈥攃否则需要许多晶体管来完成相同工作的计算。"
兰扎说，用于制造忆阻器的四种非硅基材料是金属氧化物，如二氧化铪；相变，即硫属；磁性，即钴或铁；和铁电，即钛酸钡。忆阻器的主要应用是存储、计算、通信和加密。根据使用的材料和应用的电阻，可以调整性能以满足不同技术的要求。
弥补差距
忆阻器的3D集成允许封装更多的设备，同时保持尽可能小的尺寸，这证明了尺寸并不是卓越操作的圣杯。兰扎说，这项技术已经在晶体管上实现，但这是忆阻器的新领域。尽管忆阻器的概念是在20世纪70年代引入的，但这项技术直到近十年左右才有了发展。
尽管忆阻器已经可以在一些产品中找到，如数据中心和手表，但兰扎表示，还有许多有希望的应用有待探索，业界正在密切跟踪这项技术，以评估硅晶体管电子产品以外的未来商业用途。
他将论文发现的范围和细节归功于该团队的跨学科性质。其中三位是来自工业界的科学家，六位是来自学术界的科学家，其中包括兰扎。三位来自业界的作者中，一位来自台湾半导体制造公司（TSMC）鈥攖他是一家跨国公司，负责生产世界上大多数芯片，包括最小和最先进的微芯片；两个来自国际商业机器公司（IBM）鈥攁 在提供先进信息技术方面处于领先地位，业务遍及170多个国家。
这篇论文的学术贡献者带来了特定忆阻器应用领域的专业知识，包括数据加密，这是一个缺乏行业标准信息的领域。兰扎说，该文件解决了这些差距，建立了行业和其他部门可以参考和完善的技术规范标准基线。
市场预测到2026年将增长至56亿美元鈥攁 在近2800亿美元的内存市场中增长2%鈥攈e希望该文件将激励公司投资于基于忆阻器的新技术。
台积电公司企业研究总监、清华大学杰出教授孟凡昌博士表示：“这是第一篇全面概述忆阻器结构和应用的文章鈥攖有望彻底改变微电子行业的电子设备。"