邮票上的1tb: RRAM正走向商业化

Crossbar解决了一个关键的技术问题,使其能够进入下一阶段的开发

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新型非易失性RAM的制造商表示,这种内存已经准备好从原型机转移到制造工厂,在那里将生产和测试邮票大小的1TB芯片。

硅谷初创企业Crossbar预计,其部分3D RRAM (3D RRAM)产品将于2016年作为可穿戴设备的内存推出,固态硬盘等高密度存储设备将在18个月内上市。

RRAM开出超过NAND闪存,这已经接近密度死胡同的优势。RRAM是本身更致密比NAND,具有更高的性能和耐用性。今天最好的NAND产品有100,000次擦除 - 写周期。交叉的3D RRAM可以承受亿个写入周期,根据西尔杜波依斯,交叉营销和业务开发副总裁。

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电阻式RAM电路的显微镜侧视照片,其中微小的导电丝纵横交错并连接硅层以表示少量数据。

由于其更大的密度,RRAM将能够使用目前NAND闪存制造商一半大小的硅晶片。在单个芯片中,它的容量是NAND闪存的近10倍,而存储少量数据所需的电量则是NAND闪存的20倍。据Crossbar介绍,它的延迟也比NAND闪存低100倍,这意味着性能得到了极大改善。

而由于RRAM是在NAND制造已经使用了标准的制造工艺完全兼容,将需要在生产设施没有变化。

但在此之前它可能其技术传送到工厂,交叉开关必须克服的一大技术障碍 - 存储单元之间导致错误的电子泄漏。

电子泄漏是一个常见的问题在非易失性存储器,甚至在今天的NAND闪存固态驱动器(ssd)。随着晶体管尺寸缩小到20纳米以下,芯片密度增加,存储在微小单元中的位元会泄漏到相邻单元,造成数据错误。

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描绘泄漏也被称为“潜通路”相邻电池之间的电流在RRAM芯片。

三星(Samsung)、英特尔(Intel)、美光(Micron)和其他SSD制造商已在其设备上增加了纠错代码,以解决这一问题。不止一家公司采用了3D NAND技术,这种技术可以将电池堆成32层以增加密度,在不需要进一步缩小电池尺寸的情况下提供一定的容量呼吸空间。

用于在平面(2D) NAND上存储数据的硅闪存单元最密集的工艺是在10纳米(nm)到19纳米之间。为了让大家知道它有多小,一纳米是一米的十亿分之一,一根头发比用25纳米工艺制造的NAND闪存要厚3000倍。一英寸有2500万纳米。

交叉的3D RRAM开始于20nm制程技术。

NAND Flash使用的晶体管或电荷捕获(也称为电荷捕获闪存)和存储数据位的在硅电池。通过比较,使用RRAM纵横交错微小导电细丝和连接硅层来表示一个数据位。

在RRAM,顶部金属层创建一个导电电极,中间是一个非晶硅交换介质中,并且所述下层是非金属。当在两个电极,在开关材料顶电极扩散的纳米颗粒,并创建一个灯丝之间所施加的编程电压;存储单元是导电灯丝接触时该底电极。当在两个电极之间施加反向电压,灯丝被推回和消失。所述存储器单元是不导电的。

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RRAM将能够使用只有目前NAND闪存制造商一半大小的硅片。在单个芯片中,它的容量是NAND闪存的近10倍,而存储少量数据所需的电量则是NAND闪存的20倍。

交叉条指的电子泄漏之间的细胞作为“潜行路径电流”,这是内在的RRAM存储器。

为了克服与它的RRAM的数据错误的问题,交叉开关发明了一种方法来隐藏从那些被编程以存储数据的相邻小区,从而无意改变绝缘它们。它确实是通过设定特定的电压范围内的细胞。伏和+1伏之间-1编程的细胞会被忽略,此范围之外的任何东西都可以进行编程,以容纳新的数据。

该技术被称为场辅助超线性阈值(快速)选择器,它抑制了通道电流——这标志着RRAM内存商业化所需的另一个重要里程碑,用于高密度数据应用。

“当我们在18个月前推出Crossbar RRAM时,我们制定了雄心勃勃的计划,要在一个邮票大小的芯片上提供新一代的内存,容量可以扩大到1tb,”Crossbar首席执行官乔治·米纳西安(George Minassian)说。“有了这项最新成果,我们离商业化又近了一步,使RRAM技术能够应用于商业产品;这是一项突破性的成就,将重新定义企业存储和高容量非易失性(系统芯片)存储器的可能性。”

这个故事,“A terabyte on A stamp: RRAM head into commercial”最初是由《计算机世界》

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