|
Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В Германии собрались возродить производство памяти, но не простой, а DRAM+
08.04.2025 [18:17],
Геннадий Детинич
Прошло 16 лет с момента банкротства немецкой компании Qimonda, уходящей корнями в DRAM-бизнес компании Infineon. Тогда, в 2009 году, производство немецкой памяти пытались приобрести и Россия, и Китай. Однако компанию обанкротили, а её активы распродали с молотка. Тем не менее часть её разработок дала всходы, плодами которых надеются воспользоваться как Германия, так и Европа — субъекты, стремящиеся к независимости в производстве полупроводников.
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Компания Qimonda выпускала традиционную DRAM для оперативной памяти и видеокарт. Будущая память с рабочим названием DRAM+ будет энергонезависимой, сочетая скорость DRAM и преимущества SSD-хранилищ, сохраняющих данные без подачи питания. Очевидно, что это будет — или должна стать — наиболее востребованной памятью будущего, позволяющей экономить энергию без ущерба для производительности. Для задач ИИ лучшего решения не придумать. Европа сможет вырваться вперёд и стать независимой в производстве компьютерной памяти. По крайней мере, так утверждают разработчики каждый раз перед объявлением нового раунда инвестиций в разработку памяти DRAM+ — и на нехватку средств они пока не жалуются. Тем временем дело приближается к этапу производства новой памяти. Развивать его будут совместно немецкие компании Ferroelectric Memory Co (FMC) и Neumonda. Название последней прозрачно намекает на связь с компанией Qimonda, хотя прямых подтверждений преемственности между обанкротившимся и перспективным бизнесом нет. Можно лишь предположить, что Neumonda унаследовала часть технологий, оборудования, инфраструктуры и персонала Qimonda, оставшихся без дела после банкротства. С компанией Ferroelectric Memory Co (FMC) история иная. Это стартап, основанный в 2016 году для разработки перспективной энергонезависимой памяти на основе сегнетоэлектриков (FeRAM). Эту технологию в своё время разработали в Qimonda. После банкротства компании патенты на неё были переданы Дрезденскому техническому университету. В 2016 году сотрудники университета основали FMC и добились передачи ей двух ключевых патентов на технологию. Следует сказать, что до разработок Qimonda память FeRAM опиралась на использование цирконат-титаната свинца (PZT). Это соединение обладает выдающимися пьезоэлектрическими свойствами, но плохо совместимо с классическими КМОП-техпроцессами. Поэтому память FeRAM так и не смогла вытеснить массовую флеш-память: она была дорогой и не отличалась высокой плотностью, несмотря на заметное преимущество в скорости по сравнению с NAND-флеш. Инженеры Qimonda обнаружили, что в качестве материала для ячейки памяти FeRAM хорошо подходит оксид гафния (HfO₂). Это аморфное вещество, которому можно придать кристаллическую структуру, заставляющую его работать как конденсатор. Поскольку оксид гафния широко используется в подложках чипов, он без проблем совместим с КМОП-техпроцессами. Так появилась память FeFET. Она исчезла из поля зрения в 2009 году, но усилиями FMC вновь вернулась в виде готового к производству техпроцесса. «Компания FMC была основана для реализации революционного изобретения – сегнетоэлектрического эффекта HfO₂ для полупроводниковой памяти. Применительно к DRAM он превращает конденсатор в энергонезависимое запоминающее устройство с низким энергопотреблением, сохраняя при этом высокую производительность DRAM. Это позволяет создать революционную энергонезависимую память, идеально подходящую для ИИ-вычислений, — объяснил Томас Рюкке (Thomas Rueckes), генеральный директор FMC. — Поскольку наша технология уникальна на рынке, экономически эффективное тестирование продукции имеет большое значение для наших предложений. Благодаря Neumonda и её радикально новому подходу к тестированию мы нашли партнёра, который поможет ускорить разработку продуктов. Мы также рады сотрудничеству, поскольку разделяем общее стремление вернуть производство памяти в Европу».
Источник изображения: FMC Компания Neumonda поддержит усилия FMC, предоставив консультации и доступ к своим передовым тестовым платформам: Rhinoe, Octopus и Raptor. Эти системы предназначены для недорогого, энергоэффективного и независимого тестирования памяти. Они обеспечивают детальный анализ, невозможный при использовании традиционного оборудования, и работают по значительно более низкой цене. Вместе эти две компании разрабатывают новый продукт для хранения данных и закладывают фундамент для более широкого возрождения европейской полупроводниковой индустрии. Их совместные усилия направлены на восстановление локальной экосистемы разработки и тестирования передовых технологий хранения данных. Учёные создали электрохимическую память, способную работать в расплавленном свинце
11.12.2024 [11:54],
Геннадий Детинич
Однажды появится память, которая сможет работать в ядерных реакторах, в реактивных двигателях, на раскалённой поверхности планет и в других экстремально жарких условиях. Новая работа исследователей из Университета Мичигана вносит свой вклад в приближении этого момента. Предложенная ими память работает при температуре свыше 600 °C и будет функционировать даже в расплавленном свинце.
Источник изображения: University of Michigan Обычная память на чипах из кремния не может работать при температурах выше 100–150 °C. Она основана на движении электронов (электрическом токе), а электроны при перегреве начинают идти вразнос — возникает электрический пробой и выход чипа из строя. Учёные из Университета Мичигана предложили заменить электроны атомами, точнее — ионами, которые выдерживают гораздо более высокие температуры без утраты контроля. Поскольку оперирование атомами — это уже химия, новая ячейка памяти получила название электрохимической. Также новую ячейку можно назвать своего рода аккумулятором. Она представляет собой два рабочих слоя, разделённых твёрдым электролитом, а запоминание и стирание данных происходит точно так же, как заряд и разряд аккумулятора. Под воздействием напряжения на платиновых электродах насыщенный кислородом слой оксида тантала отдаёт ионы кислорода в слой металлического тантала. Электролит, передающий ионы между слоями, служит также сепаратором (барьером), который не допускает свободное хождение атомов и электронов между слоями.
Источник изображения: Cell 2024 В процессе миграции ионов кислорода в нижнем слое возникает тонкая прослойка из металлического тантала, а на верхнем слое — из оксида тантала. Эти слои и прослойки не смешиваются. Значение ячейки 0 или 1 будет определяться, стал ли нижний слой из оксида тантала проводником или ещё остаётся изолятором для тока. Значение будет сохраняться до тех пор, пока не изменится полярность электродов. Расчёты показывают, что ячейка может сохранять информацию при температуре свыше 600 °C в течение 24 часов. Иначе говоря — это энергонезависимая память. Более тонкое регулирование внутреннего сопротивления ячейки позволяет удерживать до 100 уровней, что переводит разработку в плоскость вычислений на чипе. Разрядность расчётов резко увеличится, как и увеличится запоминающая способность такой памяти. В принципе, это старая добрая резистивная память ReRAM, только в чуть более оригинальном исполнении. И есть один нюанс. Предложенная память начинает работать только при нагреве до 150 °C. Но это не должно быть большой проблемой для тех сфер, для которых она предлагается. Учёные придумали флешку завтрашнего дня — на нанопроволоке из теллура с плотностью записи 1,9 Тбайт на квадратный сантиметр
30.11.2024 [00:11],
Геннадий Детинич
Международная группа учёных впервые экспериментально доказала проявление сегнетоэлектрического эффекта в однокомпонентном материале — теллуре. Сегнетоэлектрики обычно представляют собой соединения, что делает их применение сложнее и дороже. Учёные пошли дальше проверки явления и создали прототип полевого транзистора с каналом из нанопроволоки, открыв путь к памяти будущего и нейроморфным вычислениям.
Источник изображений: Nature Communications «Сегнетоэлектрические материалы — это вещества, которые могут накапливать электрический заряд и сохранять его даже при отключении питания, и их заряд можно переключать с помощью приложения внешнего электрического поля — это свойство, необходимое для устройств энергонезависимой памяти», — поясняют авторы работы, опубликованной в Nature Communications. ![]() Возможность проявления сегнетоэлектрического эффекта в однокомпонентных материалах была известна только теоретически. Учёные из Университет Тохоку (Tohoku University) вместе с коллегами из других стран показали, что эффект возможен на нанопроволоке из теллура (Te). По сути — это 2D-материал, сегнетоэлектрический эффект в котором проявляется за счёт «уникального смещения атомов в одномерной цепочечной структуре теллура». Явление было определено с помощью силовой микроскопии пьезоотклика и сканирующей просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Основываясь на сделанном открытии, учёные разработали новое устройство — сегнетоэлектрический полевой транзистор с автоматическим стробированием (SF-FET), который объединил сегнетоэлектрические и полупроводниковые свойства в одном устройстве. Экспериментальный транзистор SF-FET продемонстрировал исключительное сохранение данных, быструю скорость переключения (менее 20 нс) и впечатляющую плотность записи, превышающую 1,9 Тбайт на см2. ![]() «Наш прорыв открывает новые возможности для устройств памяти следующего поколения, где высокая мобильность нанопроволок из теллура и его уникальные электронные свойства могут помочь упростить архитектуру устройств, — поясняют авторы. — Наше устройство SF-FET также может сыграть решающую роль в будущих системах искусственного интеллекта, обеспечивая нейроморфные вычисления, имитирующие работу человеческого мозга. Кроме того, полученные результаты могут помочь снизить энергопотребление в электронных устройствах, удовлетворяя потребность в устойчивых технологиях». Учёные нашли путь к созданию PCM-памяти, которая потребляет в миллион раз меньше энергии
06.11.2024 [23:59],
Геннадий Детинич
Международная группа учёных обнаружила удивительный эффект в таком полупроводнике, как селенид индия (In2Se3). Под действием тока материал переходил из кристаллической формы в аморфную, затрачивая на это в миллион раз меньше энергии, чем в случае обычной импульсной записи памяти с фазовым переходом (полупроводниковой или на перезаписываемых оптических дисках типа DVD). Открытие обещает обернуться созданием невероятно эффективной компьютерной памяти. Память с фазовым переходом, будь то полупроводниковая или в виде оптических дисков, остаётся достаточно энергоёмкой в моменты записи и стирания, хотя хранить данные она может без потребления энергии. Запись и стирание происходят импульсами, которые буквально плавят материал в ячейке или в слое диска — нагрев в локальной области может достигать 800 °C. Быстрое остывание расплава не позволяет ему восстановить кристаллическую структуру. Аморфное состояние ведёт к высокому сопротивлению току, а кристаллическое — к низкому, что определяет состояние ячейки 0 или 1. С оптическими накопителями всё работает по-другому, но принцип тот же. Проводя опыты в Университете Пенсильвании (UPenn) с проволокой из селенида индия, учёные обнаружили, что материал полностью перешёл в аморфное состояние без воздействия импульсом. По проволоке пропускался небольшой ток, и в один момент он перестал проходить. Анализ показал, что материал приобрёл аморфную структуру. К изучению вопроса подключились учёные из Массачусетского технологического института (MIT), а на анализ образцы были отправлены в Индийский институт науки (IISc). В IISc учёные разработали методологию наблюдения за процессом аморфизации селенида индия буквально по шагам в нанометровом масштабе и в более крупном масштабе. Оказалось, что вступают в работу два свойства селенида индия — пьезоэлектрика и сегнетоэлектрика. Небольшой ток создаёт домен аморфизации в материале, а возникающие напряжения в кристаллической решётке провоцируют что-то вроде эффекта землетрясения на соседних участках, и процесс приобретает лавинообразный характер. Процесс остановится только тогда, когда весь материал станет аморфным. Сделанное открытие может привести к созданию невероятно энергоэффективной памяти с фазовым переходом (). По словам учёных, на аморфизацию ячейки памяти из селенида индия требуется одна миллионная от типичного потребления современной памяти PCM, что преобразит все системы хранения и вычислений. |