三维相变存储器（3D PCM）是目前最先进的新型存储器之一，其存储单元由双向阈值选通器（OTS）和相变存储器件（PCM）串联而成。相变存储器（PCM）是一种非易失性存储器，利用含硫族化合物的玻璃材料（如GeSbTe系合金）的特性，在电激励条件下可逆转的物理状态变化来存储信息。
相变存储器通常由电极、晶态GST、热绝缘体、电阻等组成，受平面工艺限制，传统相变存储器存在容量较小、存储密度低、对温度的敏感度高等局限。平面存储单元的存储密度正逐步接近上限，难以满足大数据时代对高容量存储的需求，三维垂直堆叠是提高相变存储器的存储密度的重要路径，近年来受到了广泛关注和研究。
双向阈值选通器（OTS）为三维相变存储器核心组件之一，决定着三维相变存储器的数据传输及读写能力，通过在双向阈值选通器的亚阈值进行读取而不打开，能有效提高三维相变存储器存储单元的使用寿命。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年中国三维相变存储器（3D PCM）市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，三维垂直堆叠形成的三维相变存储器实现了高存储密度，可替代传统动态随机存取存储器（DRAM）及相变存储器，应用在服务器、数据中心等领域。我国服务器市场处于高增长态势，2025年服务器总销量超470万台，同比增长超13%。
长江先进存储产业创新中心有限责任公司（创新中心）拥有多项三维相变存储器专利，包括多堆叠体三维相变存储器及其制作方法、三维相变存储器及其制造方法、三维相变存储装置及其控制方法等，2022年创新中心三维新型存储器项目的相关科技成果孵化而成新存科技，新存科技推出的内存级存储芯片NM111在读写速度、使用寿命方面领先国内同类产品。
新思界
行业分析人士表示，此外拥有三维相变存储器核心技术的单位和企业还包括华中科技大学（专利包括一种三维相变存储器及制备方法、一种三维相变存储器的读写系统、一种三维相变存储器的制备方法及应用等）、中国科学院上海微系统与信息技术研究所（专利包括一种三维相变存储器亚阈值数据读出电路及读出方法、一种三维相变存储器及其制备方法、具有蒙特卡洛仿真功能的三维相变存储器1S1R模型等）、江苏时代芯存半导体有限公司等。
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