Назревает революция в технологиях оперативной памяти



Молодая калифорнийская компания 4DS, дочерняя структура австралийской компании 4D-S Pty. Ltd., заявила о настоящем прорыве в технологиях изготовления памяти. По словам Курта Пфлюгера (Kurt Pfluger), генерального директора 4DS, им удалось разработать технологию, пригодную для промышленного изготовления микросхем памяти на основе резистивных запоминающих ячеек RRAM (Resistive Random Access Memory). Работа ячеек RRAM основана на эффекте изменения сопротивления пленки из некоторых материалов под действием электрического импульса.

Впервые эффект резистивной памяти на пленке из перовскит-оксида был открыт еще в 2000 г. и стал предметом множества академических исследований. Технологиями резистивной памяти интересовались и интересуются практически все крупнейшие производители микросхем памяти, включая Sharp, Sony, Samsung, LSI, Panasonic, Winbond, Unity, Hynix, Micron, Elpida и другие. Только японские компании, по некоторым данным, вложили в исследования технологии RRAM более 100 млн. долларов, но не добились значительных результатов. Дело в том, что традиционные технологии изготовления оперативной и энергонезависимой Flash-памяти, основанной на сохранении заряда, подошли к практическому пределу, не оставляя производителям дальнейших перспектив.

Кроме технологии RRAM на замену существующим технологиям претендуют и другие принципы запоминания информации, в том числе память FRAM (Ferroelectric Random-Access Memory – память на ферроэлектрических ячейках), MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory – память на магнитно-резистивных ячейках), память на основе фазовых переходов вещества и другие. Все эти технологии призваны сочетать энергонезависимость Flash-памяти с размерами и скоростью динамической памяти DRAM. Если компании 4DS действительно удалось создать промышленную технологию для изготовления RRAM-памяти, это станет настоящим прорывом: размеры новых ячеек позволяют укладывать их в несколько слоев, используя для их переключения вертикальные диодные элементы.

Хотя компания 4DS не раскрывает подробности своей технологии, она уже обещает продемонстрировать опытную линию по изготовлению RRAM-памяти на небольшой фабрике в г. Фремонт (Fremont, шт. Калифорния, США) – в качестве основы будет использоваться уже привычная платформа CMOS ( Complementary Metal-Oxide Semiconductor – комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник). Для опытных образцов RRAM-памяти, которые собирается показать компания 4DS, заявлены небывалые характеристики – это емкая, энергонезависимая память со временем переключения состояния менее 5 наносекунд, способная выдержать 1 миллиард циклов записи/чтения. По сравнению с Flash-памятью на базе ячеек NOR и NAND, микросхемы RRAM требуют меньшего напряжения и меньшего по значению тока управления, что позволит применять их в аппаратуре с минимальным расходом энергии.

Компания 4DS утверждает, что их RRAM-память использует меньший ток программирования, чем в памяти на фазовых переходах. По сравнению с магнито-резистивной памятью MRAM, технологическая норма по размеру ячейки RRAM составляет всего 4F2(0,4x0,4 нм) а размер нынешних ячеек MRAM – целых 16F2. Интересно, что для изготовления RRAM-памяти, как заявляет компания 4DS, потребуются лишь небольшие изменения в имеющемся оборудовании – за счет использования уже существующих технологических процессов серийное производство новых микросхем планируется запустить в течение ближайших полутора-двух лет.


Источник: eetimes.com