Относительно молодая компания Crossbar, располагающаяся в Санта-Кларе, Калифорния, объявила о создании работоспособных образцов чипов энергонезависимой резистивной памяти (Resistive RAM, RRAM), имеющих уникальную запатентованную структуру. Но самым примечательным является не сам факт создания чипов этого достаточно нового типа памяти, а характеристики и скоростные показатели изготовленных чипов. Согласно информации от компании Crossbar, однокристальная схема, размером с почтовую марку, может сохранить терабайт данных и обеспечить доступ к этим данным в 20 раз быстрее, чем это могут обеспечить самые лучшие образцы современной NAND Flash-памяти.
Помимо чрезвычайно высокого показателя плотности хранения информации, 1 ТБ на 200 мм2, и большой скорости чтения-записи, которая составляет порядка 140 МБ/сек, новы чипы памяти могут похвастаться низким значением потребляемой энергии и в надежностью, в 10 раз превышающую надежность хранения данных микросхем Flash-памяти.
Каждая ячейка RRAM-памяти состоит из трех простых компонентов, неметаллического верхнего токоподводящего электрода, средней переключаемой среды из аморфного кремния и нижнего металлического электрода. Механизм изменения сопротивления ячейки памяти основан на создании или разрушении токопроводящего канала-нити внутри аморфного кремния с помощью подаваемых импульсов электрического напряжения. Применение импульсов одной формы, потенциала и длительности приводит к формированию в объеме аморфного кремния токопроводящей нити из металлического кремния, импульсы с другими характеристиками служат для обратного преобразования, преобразования металлического кремния в аморфный.
Еще одной примечательной особенностью чипов RRAM-памяти компании Crossbar является их объемная многослойная структура. Весь массив ячеек памяти размещен в трех слоях, сложенных в виде “бутерброда”. Но производство чипов с такой структурой не требует использования новых технологических процессов и оборудования. Массовое производство чипов RRAM-памяти может быть успешно налажено на одном из существующих предприятий, выпускающих полупроводниковые приборы, что было продемонстрировано тем фактом, что опытные образцы чипов новой памяти были изготовлены на обычном заводе одной из организаций-партнеров компании Crossbar.
“Уникальность нашей технологии заключается в том, что массовое производство новых чипов памяти может быть начато уже через три года. Эта задержка обусловлена не необходимостью модернизации существующего оборудования, а тем, что технология требует еще некоторых доработок” – рассказывает Джордж Минэссиэн (George Minassian), руководитель компании Crossbar, – “Дорабатывая нашу технологию, мы не только будем стремиться сделать ее более технологичной, мы собираемся увеличить количество слоев ячеек памяти, что, в свою очередь, позволит увеличить объем хранимой информации без увеличения площади кристалла и позволит снизить количество потребляемой чипом энергии”.
Следуем отметить, что в процессе разработки специалистами компании Crossbar RRAM-памяти было разработано достаточно большое количество новых технологий. В общей сложности компания подала около 100 заявок на патент, 30 из которых уже подтверждены и защищены соответствующими патентами.
Согласно имеющейся информации, внедрение нового типа RRAM-памяти начнется не с выпуска отдельных чипов, а со встраивания этой памяти в законченные решения, так называемые системы-на-чипе, к скорости работы которых и к их надежности предъявляются особо высокие требования. Только после этого можно ожидать, что на рынке появятся микросхемы RRAM-памяти, которые различные производители смогут использовать в конструкциях своих новых смартфонов, планшетных компьютерах и других устройствах.
