Les mémoires NRAM de Nantero prêtes à remplacer DRAMs et Flash?
Bill Gervasi, architecte principal des systèmes chez Nantero (Woburn, MA, USA) a déclaré que la société est également en train d’aider à l’installation de sa technologie dans une chaîne de production de mémoire d’un titulaire de licence. Gervasi a déclaré qu’il s’attend à ce que des mémoires à haute capacité sortent de cette installation en 2021.
L’intérêt durable pour la technologie NRAM – malgré une commercialisation reportée longuement – est dû au fait que la technologie est compacte, offre une non-volatilité avec la vitesse de la DRAM, avec un potentiel d’évolutivité au-delà de la DRAM et une endurance supérieure à la technologie flash. Il est plus proche d’une mémoire universelle que la quasi-totalité du riche domaine des technologies de mémoire émergentes – PCM, MRAM, ReRAM. Alors que ces technologies de mémoire sont généralement conçues pour remplacer la mémoire flash, NRAM pourrait théoriquement trouver des utilisations à la fois comme remplacement de DRAM et comme mémoire de remplacement de mémoire flash. NRAM a été contrecarré à ce jour en grande partie par les aspects économiques du remplacement des technologies en place qui sont diponibles à faible coût en raison de leur volume de fabrication.
Désormais, les premiers produits sont attendus du licencié de Nantero, Fujitsu Semiconductor en partenariat avec USJC – une filiale de la fonderie United Microelectronics Corp. Fujitsu a acheté sa licence en 2016 et a présenté la Nano-RAM (NRAM) comme une technologie de remplacement appropriée pour sa RAM ferroélectrique qu’il utilise à la fois comme composant discret et intégré aux côtés de microcontrôleurs.
Gervasi a ajouté: « Les composants Fujitsu sont en voie de production de masse cette année. » Il a dit que selon ses informations, l’un des produits serait un composant mémoire et un autre serait un composant intégrant de la logique avec NRAM.
à suivre: un tapis de CNTs
Le tapis de CNTs
La technologie est basée sur une suspension de nanotubes de carbone organisés de manière aléatoire disposés dans une couche mince entre des pointes d’électrodes. Lorsqu’une tension est appliquée, les Cellules de Carbone Nanotubes CNT sont regroupées et un nombre accru de points de contact réduit le chemin de résistance entre les électrodes. La connexion est maintenue par les forces de Van der Waals au niveau atomique. Pour réinitialiser la cellule mémoire, une impulsion de tension provoque une vibration thermique pour rompre ces connexions.
La mémoire résultante offre des vitesses de commutation de l’ordre de 20 picosecondes à basse énergie ainsi qu’une vitesse d’écriture en pratique de 5ns avec une endurance de l’ordre de 10^11 cycles. Cela laisse escompter que la NRAM basée sur des CNT pourrait être supérieure aux technologies concurrentes telles que la ReRAM et la mémoire à changement de phase et pourrait mieux évoluer en géométrie physique pour devenir une mémoire universelle pour remplacer à la fois les mémoires DRAM et flash NAND.
Une sophistication relativement récente est l’ajout d’une couche de CNTs alignés au-dessus du « tapis » organisé de façon aléatoire de CNTs commutables. Ceux-ci servent à protéger la couche inférieure de nanotubes de commutation de la migration des métaux du métal pulvérisé au-dessus.
Gervasi n’a pas dit exactement comment les CNTs se comportent contre la formation de filaments après de nombreux cycles de commutation. « Nous n’utilisons pas de métal comme l’argent qui favoriserait la formation de filaments. Nous avons une couche barrière en nitrure de titane entre l’électrode de cuivre et le sommet de la cellule CNT. Il pourrait tout aussi bien s’agir d’électrode en aluminium. »
Nantero a été fondée en 2001 et son chemin a été difficile et la société a souvent affirmé être proche de mettre ses produits en production. Elle a néanmoins progressivement acquis des investisseurs et des preneurs de licences. Gervasi a déclaré que la société venait de clôturer un cycle H de financement par actions qui porte la société au-dessus de 140 millions de dollars en termes de fonds collectés.
Les investisseurs de longue date comprennent Dell, Cisco, Kingston Technologies et Schlumberger. Un autre investisseur est CFT Capital, une société chinoise de capital-risque constituée par SMIC, la fonderie de semi-conducteurs la plus avancée de Chine continentale. Plus récemment, la société a ajouté Globespan Capital, CRV, Draper Fisher Jurvetson et Stata Venture Partners.
à suivre: empilement 3-D
Empilement 3-D
Cependant, pour concurrencer les DRAM et flash à la pointe de la technologie, Nantero devra peut-être ajouter un empilement 3D, qui heureusement est quelque chose que notre technologie peut facilement faire. « Nous faisons déjà de l’empilage 3D », a déclaré Gervasi, indiquant qu’un partenaire de mémoire anonyme travaille sur un composant 16 Gbit à 4 couches sur un processus entre 22 nm et 18 nm.
Gervasi a déclaré que Nantero sait également faire une cellule à plusieurs niveaux au moins jusqu’à deux ou trois bits par cellule. « En termes de tension, nous sommes à 30x entre les tensions « set » et « reset ». C’est une relation linéaire mais nous sommes stochastiques », a-t-il ajouté. Cela signifie que des niveaux précis varieraient d’une cellule à l’autre, ce qui rend difficile d’aller plus loin sans calibrer chaque cellule de mémoire. Gervasi a déclaré qu’il serait possible d’aller plus loin avec une forme d’écriture cellulaire itérative. « L’écriture séquentielle coûte du temps mais avec une vitesse d’écriture de 5 ns, c’est quelque chose que nous pouvons faire », a déclaré Gervasi.
Gervasi souligne que l’économie et l’entrée sur le marché sont au moins aussi importantes que la technologie. Le coût extrêmement faible du flash NAND en fait un marché difficile à aborder initialement, a-t-il déclaré. Pour le DRAM cependant la loi de Moore à calé
«Il y a trois ans, les utilisateurs finaux ne poussaient pas [pour des DRAM de plus grande capacité]. Ensuite, l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique ont fait irruption dans le cloud. Il y a beaucoup de ré-architecture avec un demande pour des mémoires de haute capacité et non-volatile.
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