纳米管RAM做好准备

内存市场会在几个不同的方向。在一个方面,传统的内存类型,这样的DRAM和闪存,仍然是主力技术系统尽管在商业经历一些变化。然后,一些供应商准备下一代记忆类型的市场。

进行的一个系列,半导体工程将探索新的和传统的内存技术发展的方向。在这部分中,格雷格•Schmergel和主席 Nantero首席执行官坐下来与半导体工程讨论内存趋势。Nantero是碳纳米管的开发人员的公羊,叫nram。以下是摘录的谈话。

SE:问题与现有的记忆是什么?

Schmergel:每一位客户想要快非易失存储器。他们已经生活了几十年的快速选择动态随机存取记忆体有限的或非易失性和慢速闪光的耐力。理想情况下,他们会像一个内存DRAM和非易失性闪存快,或者至少是介于两者之间,接近DRAM的性能。

SE: nram给党带来什么?

Schmergel:我们的记忆需要的答案。DRAM一样快,而非易失性。我们有无限的耐力。导致很多反思内存层次结构,如何设计系统和设备。它导致了我们与许多世界上最大的记忆用户,两个独立的和嵌入式方面。

SE:我们一直听到新的内存类型多年。供应商已经做了一些大胆的承诺,但大多数未能交付。想法吗?

Schmergel:一直有怀疑。但新选项的开放性急剧上升。行业已经真正开始考虑这些新技术能做什么对他们的产品。

SE:什么是碳纳米管RAM和它是如何工作的呢?

Schmergel:NRAM纳米管随机存取存储器。它是基于碳纳米管,在相互接触或不相互接触形成高电阻和低电阻状态。所以你有非常明显的“0”和“1”。这是因为有一个大电阻的差异之间的“上”和“关闭”状态。碳纳米管从位置移动到的位置在皮秒。这是一个非常快的内存。它需要低能量写。和它不磨损。

SE:去年,富士通半导体和米氏富士通半导体Nantero NRAM技术许可。公司还宣布了一项联合开发协议。米氏富士通、铸造企业之间日本富士通和台湾联华电子计划NRAM设备为客户。nram航运吗?

Schmergel:他们还没有发货。但这是在一个高级的发展阶段。我们有十几个客户。一个客户,富士通,已经宣布2018年产品可用性嵌入式内存产品。他们计划使独立的内存。我们正与其他客户在其他产品。

SE:碳纳米管是碳基圆柱结构。他们不仅有电性质,但他们也强烈的材料。nram是基于传统的碳纳米管吗?

Schmergel:这是一个标准的碳纳米管。有一些差异。生长碳纳米管时,增加金属纳米粒子作为催化剂。他们一般都生长在肮脏的环境中。所以他们混在一起很多污染物,通常高重量百分比。当然,不是工厂兼容。例如,如果你有好几个百分点的铁和碳混在一起的,这是不允许的在世界上任何一个生产工厂。所以我们所做的事情之一是开发一种净化碳纳米管材料在生产CMOS fab兼容。它符合世界上任何生产工厂的污染标准。事实上,我们安装和使用碳纳米管为多个生产晶圆厂已经在世界上。

图1:碳纳米管50时间比钢还硬。来源:Nantero

SE:多年来,我们听说过的碳纳米管场效应晶体管逻辑。碳纳米管公羊是一样的吗?

Schmergel:这是一个不同的应用程序。我们有一个不同的碳纳米管材料。碳纳米管场效应晶体管,他们需要分离成半导体金属,这是一个重大的挑战。我们不需要做内存。

SE:你需要特殊的设备,使nram在工厂吗?

Schmergel:我们已经安装NRAM在多个生产工厂。它不仅使用相同的工具和流程,但是还可以运行在现有生产线,目前运行DRAM或flash,铸造或逻辑。NRAM,没有额外的资本支出。它可以很容易地spin-coated晶片使用现有的工具,并使用现有的图案光刻技术和蚀刻工具。这将使制造商能够快速高效地迁移到新一代的高速和非易失性内存。

SE:带来的一些挑战NRAM市场吗?资金呢?

Schmergel:在去年年底,我们宣布了一项2100万美元的资金,其中包括参与我们的一些关键客户。现在的挑战是完成产品设计,经过资格审查程序,增加生产,使产量提高。这就是新芯片所要做的。但是我们真的过去的创新阶段和进入工程阶段,我们还有很多艰苦的工程工作要做。

SE:你在哪里使用nram市场呢?

Schmergel:它可以作为一个内存存储类工作。它可以工作在企业系统中,服务器或企业存储。它可以工作在一个移动设备通过更换一些DRAM或补充DRAM。您可以实现大幅提高电池寿命。第一个应用程序将作为一个独立的存储类内存和作为嵌入式内存。

SE: NRAM取代DRAM和/或与非吗?

Schmergel:最初,NRAM可能是DRAM替换或工作中间DRAM和NAND闪存。最终,它可能是一个与非替代。然而,它需要几年NAND水平的降低成本。

SE: nram的密度和几何图形?

Schmergel2:我们的重点是xnm流程。当然,我们所做的研究为sub-20nm产品开发。富士通宣布与我们第一个产品,将55 40 nm。我们在产品设计的后期独立multi-gigabit产品,将DDR4-compatible。

SE:嵌入式市场怎么样?

Schmergel:我们有合作伙伴/客户在所有的领域,如微控制器、ssd、模拟半导体和各种各样的领域。如果你比较nram嵌入flash,这是更便宜、更快和更高的耐力。嵌入式flash的问题是它难以扩展到28 nm。在较高的节点它工作得很好。成本也是一个大问题。如果你加入嵌入式flash,它增加芯片的成本,因为所有的屏蔽层。和有限制的速度和耐力。

SE:你能在工业应用中使用NRAM ?

Schmergel:对于汽车和工业,NRAM非常适合,因为它是抵抗温度变化。它是抗辐射。

SE:你如何比较与其他下一代NRAM内存类型?

Schmergel:有些定位为潜在的竞争者的闪光。要求达到非常低的成本与独立的闪光。唯一一个是DRAM一样快MRAM。但MRAM是更多的昂贵,也更难。

SE:你与3 d XPoint从英特尔和微米技术吗?

Schmergel:没有。在不同地区的市场,不同的应用程序。

SE:该行业会看到所谓的通用内存吗?一个通用的内存是一个技术,它可以取代今天的记忆,如DRAM、flash和SRAM。

Schmergel:未来五年,是不太可能,我们将有一个通用的内存。长期、大容量存储器仍将需要成本最低的选项,这是现在快闪记忆体。但对于高绩效,你最终会需要不同的记忆。

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