半导体存储器 （英語：semiconductor memory ）是一种用于数字数据存储 数字电路 半导体器件 ，例如電腦記憶體 。数据會存储在硅 集成电路 存储芯片 上的金属氧化物半导体 （MOS）存储单元 内[ 1] [ 2] [ 3] 随机存取存储器 （RAM）中其中一個是静态RAM （SRAM），它在每个存储单元使用多个MOS晶体管 ，另一個是动态RAM （DRAM），每个单元使用一个MOS晶体管和一个MOS电容 。非易失性存储器 （如EPROM 、EEPROM 和闪存 ）使用浮栅 存储单元，每个单元由一个浮栅MOS 晶体管 组成。大多数类型的半导体存储器都具有随机访问 的特性，[ 4] [ 5] 光盘 等顺序访问的存储介质形成对比，后者按写入顺序读取和写入数据。半导体存储器还具有远快于其他类型存储设备的读取时间 ；访问一个字节 的数据只需几纳秒 ，而如硬盘等旋转存储设备的访问时间通常为毫秒级。由于这些原因，半导体存储器被用于主存储器 ，用于保存计算机当前处理的程序和数据等用途。
截至2017年 (2017-Missing required parameter 1=month ! ) [update] 半导体产业 的30%。[ 6] 移位寄存器 、处理器寄存器 、数据缓冲器 等不具备地址解码器
在半导体存储芯片中，每一位二进制数据存储在一个被称为“存储单元 ”的小型电路中，通常由一个或多个晶体管 组成。这些存储单元以矩形阵列方式布局在芯片表面。单比特存储单元组合为较小单元，称为“字”（word），作为一个地址单元整体访问。存储器通常按2的幂作为“字长”（N=1、2、4、8位）制造。
通过施加一个称为内存地址 的二进制数字到芯片的地址引脚，可访问特定字。如果地址为M位，则芯片包含2M N 位字，因此每片芯片的容量为N 2M [ 5] (2014-Missing required parameter 1=month ! ) [update] [ 5]
存储芯片的两种基本操作是“读取”（read）和“写入”（write）。读取是非破坏性地读取某个地址中的数据内容，写入则是将新数据写入某地址，替换原有数据。为了提高数据传输速率，某些最新型的存储器如DDR SDRAM 在每次读写操作中可以访问多个字。
除独立的存储芯片外，半导体存储块也是许多计算机和数据处理集成电路 （如微处理器 ）的组成部分，例如微处理器中通常集成缓存 以存储等待执行的指令。
用于计算机的随机存取存储器 （RAM）芯片通常以内存模块 的形式插入计算机主板，可通过添加模块扩展内存容量。 易失性存储器 在电源关闭时会丢失其存储的数据，但其速度更快且成本较低，因此被广泛用于计算机的主存储器，数据在计算机关机时保存在硬盘 上。主要类型包括：[ 7] [ 8]
RAM （Random-access memory）这个术语如今已经成为对任何可以被读取和写入的半导体存储器 的通用称呼，与只能读取的ROM （见下文）相对。事实上，所有半导体存储器 ，不仅限于RAM，都具备随机访问 的特性。
DRAM （Dynamic random-access memory）使用由一个MOSFET （金属氧化物场效应晶体管）和一个MOS电容组成的存储单元 来存储每一位数据。这种类型的RAM价格最低、密度最高，因此被广泛用于计算机的主存。然而，存储单元中保存数据的电荷 会逐渐泄漏，因此需要定期进行存储器刷新 快速页模式DRAM（FPM DRAM） 是一种较早的异步DRAM类型，相较更早期的DRAM，它允许对同一“页”内存的重复访问以更快速率进行。广泛用于1990年代中期。
扩展数据输出DRAM（EDO DRAM） 是一种具有更快访问时间的旧型异步DRAM，它可以在前一次数据仍在传输的同时发起新的访问请求。主要用于1990年代后期。VRAM （Video random-access memory）– 一种旧式的双端口RAM ，曾用于显示卡 的帧缓冲区 中。SDRAM （Synchronous DRAM）是在DRAM芯片中加入了用于与计算机内存总线 时钟信号同步的电路。这使芯片能通过流水线处理 同时处理多个内存请求，提高了访问速度。芯片中的数据还被划分为多个“内存块”，可并行执行操作。该类型约自2000年起成为主流计算机内存。
DDR SDRAM （双倍数据率SDRAM）是通过双倍数据速率 传输技术，每个时钟周期可传输两个连续数据字，提升带宽。这一理念的多代扩展仍是当前（截至2012年）提升内存访问速率与吞吐量的主流方案。由于进一步提高内存芯片内部时钟频率已变得困难，芯片转而通过每个时钟周期传输更多数据字以提升性能：
RDRAM SGRAM （Synchronous graphics RAM）是一种专为显示卡 设计的SDRAM。它可以执行如位掩码 和块写等图形操作，且能同时打开两个内存页。
HBM （High Bandwidth Memory）是SDRAM的一种发展形式，常用于显卡中以实现更高的数据传输率。其结构为多个内存芯片的垂直堆叠，并配有更宽的数据总线。PSRAM （Pseudostatic RAM）是一种集成有存储器刷新 游戏机 ，如Wii 。SRAM （Static RAM）的每个位 由一个触发器 （由4至6个晶体管构成）进行存储。与DRAM相比，SRAM密度低、价格高，但速度更快且无需刷新。常用于计算机的缓存 中。CAM （Content-addressable memory）是一种特殊内存，不通过地址访问数据，而是输入一个数据字，如果该数据存在，内存会返回其所在地址。主要用于嵌入微处理器 的芯片中，例如用于缓存存储器 。
4M EPROM，顶部透明窗可用于擦除芯片内容 非易失性存储器 （Non-volatile memory，NVM）是一种在断电时仍能保留所存数据的存储器。因此，它常用于无需磁盘的便携式设备中的内存，以及可移动的存储卡 等用途。主要类型包括：[ 7] [ 8]
ROM （Read-only memory）用于保存永久性数据，在正常操作中只能读取，不能写入。尽管许多类型的ROM都可以写入，但写入过程通常缓慢，并且往往需要一次性重写整块芯片的数据。ROM通常用于存储计算机需立即访问的系统软件 ，例如启动计算机的BIOS 程序，以及便携式设备和嵌入式计算机（如微控制器 ）的微码 。
MROM （Mask programmed ROM或Mask ROM），在此类型中，数据在芯片制造阶段即被写入，因此仅用于大规模生产。该类型ROM无法被重新写入。PROM （Programmable read-only memory），此类型的芯片在安装前即可被写入一次，但只能写入一次。写入过程需将芯片插入专用设备，即PROM编程器中。EPROM （Erasable programmable read-only memory，或UVEPROM），该类型的ROM可通过紫外线擦除数据，并重新编程。需要将芯片从电路板上取出，暴露于紫外线 下以清除原有数据，然后插入PROM编程器进行重写。芯片封装顶部通常有一个透明“小窗”，用于透光。EPROM常用于原型开发和小批量生产设备中，以便在工厂更换或更新程序。EEPROM （Electrically erasable programmable read-only memory），此类型芯片可在电路板上电擦写，但写入速度较慢。EEPROM通常用于保存固件 ，即控制硬件设备运行的底层微代码，如多数计算机中的BIOS 程序，以便后续更新。NVRAM （Non-volatile random-access memory）
FRAM （Ferroelectric RAM）是一种非易失性RAM类型。闪存 （Flash memory）的写入速度介于EEPROM与RAM之间，可写入但不够快，无法作为主内存使用。它常被用作硬盘驱动器 的半导体替代方案，用于文件存储。广泛应用于诸如PDA、USB闪存驱动器 、以及用于数码相机 和手机 的可移动存储卡 等便携式设备中。
早期的计算机存储器 采用的是磁芯存储器 ，因为当时早期的固态电子 半导体 （包括如双极型结型晶体管 （BJT）之类的晶体管 )，并不适合用作数字存储元件（存储单元 ）。最早的半导体存储器可追溯至20世纪60年代初，当时采用的是双极型存储器，其使用双极型晶体管。[ 9] 离散器件 构成的双极型半导体存储器首次由德州仪器 于1961年交付给美国空军 。同年，仙童半导体 的应用工程师 鲍勃·诺曼（Bob Norman）提出了在集成电路 （IC）芯片上实现固态电子存储器的构想。[ 10] [ 9] [ 10] [ 9] 触发器 电路过于庞大且成本高昂。[ 11]
金属氧化物半导体场效应晶体管 （MOSFET）的出现，[ 12] 贝尔实验室 的穆罕默德·阿塔拉 姜大元 [ 13] 金属氧化物半导体 晶体管作为存储单元 成为可能，而这一功能此前是由磁芯存储器 承担的。[ 12] 仙童半导体 的约翰·施密特（John Schmidt）于1964年开发。[ 14] [ 15] [ 14] [ 12]
1965年，皇家雷达研究院 CMOS （互补型MOS）存储单元的数字存储系统概念，同时也提出了MOSFET功率器件 电源 、交叉耦合、开关 及延迟线存储器 方面的应用。[ 16] 仙童半导体 的佛德里克·法金 开发了硅栅MOS集成电路 技术，使得生产MOS存储芯片成为可能。[ 17] IBM 于1970年代初开始商业化NMOS逻辑 存储器。[ 18] [ 14]
在计算机领域，“内存”一词通常指易失性的随机存取存储器 （RAM）。主要的两种类型为静态随机存取存储器 （SRAM）与动态随机存取存储器 （DRAM）。1963年，罗伯特·诺曼（Robert Norman）在仙童半导体发明了双极型SRAM，[ 9] [ 14] 比特 的数据需要使用六个MOS晶体管。[ 19] [ 9]
东芝 于1965年在其Toscal BC-1411电子计算器 中引入了双极型DRAM存储单元 。[ 20] [ 21] [ 22] IBM Thomas J. Watson研究中心 羅伯特·丹納德 博士在研究MOS技术时，发现可以利用MOS电容储存电荷表示“1”或“0”，并由MOS晶体管控制充电，从而发明了单晶体管DRAM存储单元。[ 19] [ 23] 英特尔 1103的诞生，发布于1970年10月。[ 24] [ 25] [ 26] 同步动态随机存储器 （SDRAM）于1992年由三星电子 推出，型号为KM48SL2000。[ 27] [ 28]
“内存”一词也常用于指代非易失性存储器 ，尤其是闪存 。其起源可追溯至只读存储器 （ROM）。可编程只读存储器 （PROM）由周文俊 （Wen Tsing Chow）于1956年在美国Bosch Arma公司Arma部门发明。[ 29] [ 30] 施敏 （Simon Sze）在贝尔实验室提出可通过MOS浮栅 技术制造可重写ROM单元。这促使英特尔 的Dov Frohman EPROM （可擦可编程只读存储器）。[ 31] 經濟產業省 產業技術綜合研究所 的Yasuo Tarui、Yutaka Hayashi与Kiyoko Naga开发了EEPROM （电擦可编程只读存储器）。[ 32] 东芝 的舛岡富士雄 于1980年代初发明闪存 。[ 33] [ 34] 舛岡 及其团队于1984年推出NOR型闪存 ，[ 35] NAND型闪存 。[ 36] [ 37] [ 31] [ 31]
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