Теги → reram
Быстрый переход

Квантовый прыжок: ReRAM-память Weebit Nano выпущена в рамках 28-нм техпроцесса

Израильская компания Weebit Nano, разработчик резистивной памяти (ReRAM), сообщила, что достигнут значительный прогресс в рамках движения к массовому производству новой и перспективной технологии хранения данных. На опытных мощностях французского института CEA-Leti массивы ReRAM впервые выпущены на 300-мм пластинах с использованием 28-нм техпроцесса.

Источник изображения: Weebit Nano

Источник изображения: Weebit Nano

Предыдущими продуктами партнёрства Weebit и CEA-Leti были массивы ReRAM на 200-мм пластинах с использованием 40-нм техпроцесса. Освоение более тонких техпроцессов на больших по диаметру пластинах — это значительный шаг вперёд, что позволило компании заявить об этом, как о квантовом прыжке.

К сожалению, Weebit не раскрыла характеристик массивов. Заявлено, что это 1-Мбит блоки резистивной памяти. В общем случае освоение производства ReRAM с технологическими нормами 28 нм в четыре раза повышает плотность этого варианта памяти (очевидно, применительно к технологиям Weebit, поскольку ReRAM разрабатывается во множестве вариантов, включая пресловутый мемристор компании HP).

Добавим, опытное производство ReRAM компании Weebit Nano в рамках 28-нм техпроцесса должно было стартовать в конце 2019 года. Но тогда этого не произошло, как и не началось обещанное производство ReRAM в Южной Корее в конце 2020 года «одной крупной компанией». Вместо этого месяц назад Weebit заключила договор на запуск производства ReRAM в рамках 130-нм техпроцесса на заводе американской компании SkyWater.

Источник изображения: Weebit Nano

Источник изображения: Weebit Nano

Создаётся впечатление, что технология Weebit плохо ложится на передовые техпроцессы. Надеемся, продвижение вперёд совместно с французскими исследователями приблизит технологию производства резистивной памяти к коммерческой реализации. Память ReRAM по скорости работы приближается к оперативной памяти, но обладает при этом энергонезависимостью как у флеш-памяти. Для развития будущего электроники это важнейший фактор.

В США скоро запустят серийное производство чипов с памятью ReRAM

На горизонте снова возник потенциальный конкурент памяти Intel 3D XPoint и «убийца» флеш-памяти NAND. Это память ReRAM в исполнении израильской компании Weebit Nano. Попытки Weebit зайти на рынок со стороны Южной Кореи и Китая не увенчались видимым успехом, и теперь заход обозначен со стороны США. Производством продуктов с ReRAM на борту должна заняться американская компания SkyWater с тесными связями в ВПК США.

Источник изображения: Weebit Nano

Источник изображения: Weebit Nano

Резистивная память (ReRAM) компании Weebit Nano запоминает состояния в величине сопротивления рабочего слоя ячейки. Это обратимое и энергонезависимое состояние. В процессе снижения сопротивления в слой вводятся ионы кислорода, которые образуют в нём токопроводящие нити от одного электрода к другому. Чем больше нитей и чем они толще, тем ниже сопротивление и наоборот. Запись такой ячейки происходит быстрее записи ячейки NAND и не требует предварительного стирания, что значительно ускоряет работу памяти и снижает энергетические затраты.

Компания Weebit обещала начать серийное производство памяти ReRAM до конца 2020 года в партнёрстве с неназванным южнокорейским производителем и заключила договор с китайцами на выпуск продуктов с ReRAM. Судя по всему, не вышло ни с первым, ни со вторым. Новый договор предполагает сотрудничество с молодой компанией SkyWater из США. Впрочем, SkyWater вышла родом из небезызвестной американской компании Cypress Semiconductor. SkyWater была выделена из Cypress в 2017 году и получила небольшой завод бывшей компании Control Data Corporation из Миннесоты, которую Cypress купила в 1991 году.

Источник изображения: Weebit Nano

Источник изображения: Weebit Nano

Компания SkyWater отметилась проектами, финансируемыми DARPA и другими военными ведомствами США. Работа с Weebit также укладывается в эту схему. Чипы памяти Weebit устойчивы к радиации и высоким рабочим температурам, что интересует военных. Выпускать ReRAM в виде встраиваемых в чипы блоков памяти SkyWater будет с использованием 130-нм техпроцесса, что для фабрики из 80-х очень даже хорошо. Но для «убийцы» NAND этого явно недостаточно, но надо же с чего-то начинать.

Учёные создали память, которая светится каждой ячейкой в зависимости от её состояния — это раздвинет горизонты оптоэлектроники

Японские учёные вместе с коллегами с Тайваня создали ячейку резистивной памяти ReRAM, состояние которой можно считывать одновременно электрическими и оптическими сигналами. Создать компактное устройство «два в одном» помог перовскит, слой которого как проводил электроны и удерживал заряд, так и излучал фотоны. Подобное свойство позволит увеличить производительность подсистемы памяти за счёт разделения задач и поможет в технологиях шифрования.

Источник изображения: Kyushu University/ Ya-Ju Lee

Источник изображения: Kyushu University/ Ya-Ju Lee

В принципе создать ячейку памяти для одновременного хранения и передачи данных электрическим способом и для сигнализации о состоянии ячейки излучением фотонов — это дело нехитрое. Учёные из Национального Тайваньского педагогического университета и Университета Кюсю поставили перед собой цель создать такую ячейку памяти в виде условно монолитного устройства, а не составного — из светодиодов и ячеек памяти. Помочь в этом смог перовскит в виде соединения бромида цезия-свинца (CsPbBr).

В результате исследования, о котором сообщается в издании Nature Communications, получилась компактная ячейка памяти ReRAM, о состоянии которой сообщается вспышками в реальном времени параллельно с операциями с памятью. Более того, используя в слое перовскита квантовые точки разного размера, учёным удалось обеспечить разноцветную индикацию режимов записи и стирания (синюю и зелёную), фактически повторяя вспышками процесс работы ячейки по передаче данных.

Источник изображения: Kyushu University/ Ya-Ju Lee

Источник изображения: Kyushu University/ Ya-Ju Lee

Дублирование электрических сигналов в памяти оптической индикацией в одном компактном устройстве открывает возможность увеличения производительности работы памяти ReRAM за счёт распараллеливания части процессов. В обычной ячейке памяти ReRAM для её работы необходимо измерять сопротивление резистивного слоя и делать ряд других сопутствующих электрических измерений, от которых «память со световой индикацией» освобождается. Когда-нибудь это может пригодиться, ведь фотоника становится важной частью новой электроники.

Российские учёные улучшили ячейку памяти ReRAM с помощью дефектных электродов

Резистивная память представляет собой одну из самых простых структур для энергонезависимого хранения данных. Сотрудники лаборатории атомно-слоевого осаждения МФТИ совместно с коллегами из Кореи доказали пользу дефектов электродов в улучшении параметров ячейки памяти ReRAM. Открытие подсказало, как можно значительно увеличить устойчивость ReRAM к износу при заметном снижении потребления.

Источник изображения: МФТИ

Источник изображения: МФТИ

Прежде чем продолжить, напомним, что память ReRAM в общем случае представляет собой бутерброд из двух электродов, между которыми расположен материал, по команде меняющий своё сопротивление условно от нуля до бесконечности. Это обратимое и энергонезависимое состояние, что делает память ReRAM идеальной по массе причин. Обычно один из электродов из нитрида титана, а второй — из платины. Но платина плохо совместима с техпроцессом КМОП и учёные в эксперименте заменили сначала верхний электрод на рутений, а потом и нижний.

Опытным путём учёные выяснили, что по мере увеличения толщины рутениевого электрода путём послойного напыления шероховатость его поверхности резко возрастает. Что самое интересное, чем дальше от идеально ровной поверхности, тем лучше оказываются параметры ячейки!

В эксперименте размеры зёрен на поверхности электродов росли от 5 до 70 нм по мере увеличения осаждаемых слоёв. При максимальном их размере напряжение переключения ячейки снижалось, как и снижалось сопротивление материала ячейки памяти, отвечающего за эффект памяти, причём в обоих состояниях — в непроводящем (диэлектрическом) и проводящем. Кроме того, заметно увеличился ресурс устройства, достигая 50 млн циклов перезаписи для случая с наиболее шероховатым электродом.

Ячейка памяти ReRAM на примере разработки компании Panasonic

Ячейка памяти ReRAM на примере разработки компании Panasonic

Чтобы объяснить неожиданный полезный эффект «неидеального электрода» сначала была предложена упрощённая модель, а затем проведено изучение образца с помощью проводящей атомно-силовой микроскопии, которое доказало верность теоретических рассуждений (подробнее см. в статье в издании ACS Applied Materials & Interfaces).

Оказалось, что с использованием «супершероховатых» электродов электрические параметры ячейки ReRAM улучшились благодаря локализации электрического поля на склонах наиболее крупных зерен на поверхности рутения.

«Наши результаты помогут понять, как можно существенно улучшить ячейки памяти нового типа. Увеличение толщины пленки рутения приводит к увеличению шероховатости поверхности электрода. При этом на склонах зерен формируются области локальной концентрации электрического поля, что, в свою очередь, значительно улучшает ключевые характеристики устройства. Результаты дают надежду, что в будущем устройства памяти будут иметь лучшую производительность и надежность», — дополняет Андрей Маркеев, заведующий группой атомно-слоевого осаждения МФТИ.

GlobalFoundries теперь сможет оснащать 22-нм чипы энергонезависимой памятью ReRAM

Бывший производитель процессоров AMD компания GlobalFoundries ищет себя на новых рынках. Она отказалась от разработки техпроцессов с нормами менее 12 нм и вынуждена искать интересные решения для адаптации к производству по сравнительно крупным технологическим нормам, например, 22-нм. Одним из таких предложений может стать выпуск SoC и контроллеров со встроенной памятью ReRAM, которая обещает оказаться лучше привычной флеш-памяти NAND по всем статьям.

Память CBRAM изготовливается в слое контактов и отлично масштабируется

Память CBRAM изготавливается в слое контактов и отлично масштабируется

Технологию ReRAM компании GlobalFoundries лицензирует компания Dialog Semiconductor. Последняя известна своими регуляторами напряжения, контроллерами для зарядки аккумуляторов, а также сетевыми контроллерами Wi-Fi и Bluetooth. В этом году компания Dialog приобрела мало кому известную компанию Adesto Technologies, которая, в свою очередь, шесть лет назад представила перспективную технологию производства памяти ReRAM для встроенных в чипы блоков энергонезависимой памяти. Dialog Semiconductor, как новый владелец технологии, лицензировал её компании GlobalFoundries.

Само собой, компании GlobalFoundries технология производства встроенных блоков ReRAM нужна как предложение для клиентов. Сама она не собирается и не будет выпускать ReRAM как встроенной, так и по отдельности. Производитель надеется заинтересовать встроенной ReRAM разнообразных бесфабричных разработчиков полупроводников, которым нужны чипы с «долгоиграющей» памятью, устойчивой к суровым внешним условиям эксплуатации.

Что касается технологии ReRAM Dialog (Adesto), то это память на основе обратимого образования ионных нитей — наиболее распространённой версии ReRAM. Фирменное название технологии — Conductive Bridging RAM (CBRAM). GlobalFoundries адаптирует CBRAM для производства с нормами 22 нм на пластинах FD-SOI (22FDX). Клиентам компании технология будет предложена в 2022 году. Также GlobalFoundries имеет лицензию на выпуск встроенной памяти ST MRAM и отдельных чипов магниторезистивной памяти. Интересно, что ранее компания заключила договор на разработку памяти ReRAM с сингапурским Наньянским технологическим университетом (Nanyang Technological University). Так что возможен конфликт интересов.

ARM создала компанию для развития технологий CeRAM — твердотельной памяти с выдающимися характеристиками

Компания ARM сообщила о создании новой компании — Cerfe Labs, которой передала патенты, активы и специалистов для разработки и лицензирования энергонезависимой памяти CeRAM. Память CeRAM представляет собой разновидность резистивной памяти и обещает стать новой «флеш-памятью» с выдающимися характеристиками.

CeRAM обещает простое масштабирование, в отличие от ReRAM и другие преимущества

CeRAM обещает простое масштабирование, в отличие от ReRAM и другие преимущества

Компании Cerfe Labs переданы 150 семейств патентов, имеющих отношение к памяти CeRAM. Возглавил Cerfe Labs Эрик Хенненхофер (Eric Hennenhoefer), а её техническим директором стал Грег Йерик (Greg Yeric) — оба ветераны исследовательского отдела ARM и оба последние годы работали над технологиями CeRAM и другими новыми технологиями памяти.

Следует сказать, что изобретателем памяти CeRAM считается компания Symetrix Corporation, с которой ARM начала вести совместные разработки по этой теме шесть лет назад. Собственно, Cerfe Labs возложит на свои плечи груз дальнейшего партнёрства с Symetrix, а ближайшей целью Cerfe Labs значится создание прототипов памяти CeRAM и лицензирование технологии заинтересованным компаниям.

Также компания Cerfe Labs продолжит совместные исследования ARM и Symetrix в области сегнетоэлектрической памяти (сегнетоэлектрических транзисторов, FeFET), также придуманных в Symetrix. Оба новых типа памяти, что важно, поддерживаются программой DARPA (Агентство перспективных исследований МО США орган МО США) по возрождению электронной промышленности США (ERI FRANC). В рамках программы ARM и Symetrix изучили перспективные материалы для новой памяти и провели ряд обнадёживающих экспериментов по созданию MLC-ячеек на новой памяти.

В заключение поясним, что память CeRAM представляет собой более стабильный вариант резистивной памяти со всеми вытекающими последствиями: низкими задержками, высокой скоростью переключения, надёжностью, устойчивостью к износу и так далее. Но главное, что резистивные переходы (ячейки) CeRAM ведут себя более предсказуемо (как утверждают разработчики), чем ячейки ReRAM на основе проводящих ионных нитей и подобных.

Вольт-ампетрная характеристика ячейки CeRAM показывает два напряжения переключения стабильных состяоний (0,8 и 1,6 В)

Вольт-амперная характеристика ячейки CeRAM показывает два напряжения переключения стабильных состояний (0,8 и 1,6 В)

Интересно добавить, что память CeRAM эксплуатирует явления в кристальной решётке материалов, которые раньше не принимались в расчёт. А именно — корреляцию электронов или, если проще, туннельные эффекты (переходы) электронов от одного атома материала к другому (проводимость) на основе взаимного влияния электронов, а не под действием кулоновского отталкивания или перескока, как принято считать в теории твёрдого тела.

Интересно будет узнать характеристики прототипа. И это дело явно недалёкого будущего, раз дело дошло до создания отдельной компании.

В России разработали память ReRAM с характеристиками на уровне мировых показателей

Перспективные направления электроники в виде беспилотного транспорта, носимых устройств, ИИ и ряд других областей требуют передовой элементной базы, включая энергонезависимую память нового поколения. Новая «флеш-память» должна быть экономичнее, быстрее и выдерживать больше циклов перезаписи, чтобы заменить собой в процессорах память SRAM. Такой памятью может стать резистивная ReRAM. И у России теперь есть своя технология производства ReRAM.

Ячейка ReRAM Panasonic

Ячейка ReRAM Panasonic

О разработке энергонезависимой памяти нового поколения сообщила компания «Крокус Наноэлектроника», которую финансово поддерживает «Роснано». «Первые образцы имеют объем памяти 1 Мбит и в краткосрочной перспективе могут быть масштабированы вплоть до 128 Мбит. Выпущенные чипы демонстрируют энергопотребление при операциях чтения и записи на уровне передовых мировых технологий энергонезависимой памяти», ― отметили в пресс-службе.

Ёмкость 1 Мбит может показаться небольшой, но следует напомнить, что компания Panasonic, например, в этом году приступила к производству контроллеров с блоком ReRAM объёмом 256 Кбайт. На этом фоне выпущенные на мощностях «Крокус Наноэлектроника» образцы выглядят вполне достойно, тем более что больше никто в мире память ReRAM серийно не выпускает. Фактически российские разработчики и производители оказались в первых рядах на новом участке технологического фронта, с чем их можно только поздравить.

Резистивная память активно разрабатывается около 15 лет всеми производителями памяти и не только. Ячейка такой памяти представляет собой заключённый между двумя контактами слой диэлектрика, который обратимо насыщается ионами. Это довольно точно регулируемый процесс, что позволяет записывать в каждую ячейку многоуровневое значение. Плотность памяти ReRAM со временем многократно превысит плотность NAND-флеш.

К этому также стоит добавить высочайшую устойчивость к износу с миллионами циклов перезаписи, низкую латентность и в десятки раз более низкое потребление в режимах записи, не говоря уже об энергонезависимости. Наконец, память ReRAM устойчива к радиации, высокой температуре и прекрасно масштабируется при производстве.

Массовый выпуск чипов с памятью ReRAM компания «Крокус Наноэлектроника» планирует начать в следующем году. «Первым продуктом с новой микросхемой памяти, который планируется к выпуску, является чип радиочастотной идентификации (технология UHF RFID), использующийся, в частности, для маркировки товаров при складском учете». Но главной целью станет «интеграция российских чипов памяти в инновационные продукты наиболее перспективных областей микроэлектроники: Интернет вещей, системы искусственного интеллекта, промышленную автоматизацию, портативную и медицинскую техники», в чём компании помогут «дальнейшие работы в сотрудничестве с российскими и зарубежными партнёрами».

Ячейка ReRAM компании Weebit Nano

Ячейка ReRAM компании Weebit Nano

К сожалению, пока не раскрыты подробности о характеристиках российских чипов ReRAM: техпроцесс, латентность, производительность или число циклов перезаписи. Впрочем, сравнивать пока особенно не с чем. Интересное на этом направлении обещает появиться ближе к концу текущего года. Ожидается, что массовый выпуск ReRAM начнёт компания Samsung, в основе производства которой будет технология компании Weebit Nano.

Колхозы XXI века: китайцы создали новую «коллективную» модель разработки и выпуска полупроводников

Новость от израильского разработчика Weebit о перспективах интереснейшей памяти ReRAM оказалась намного ценнее содержания. Израильтяне сообщили об очередной кооперации с китайцами и попутно вскрыли новейшую и поистине уникальную модель организации в разработке и производстве полупроводников. Выяснилось, что в Китае начинают создаваться виртуальные коммуны для совместных работ от идеи до маркетинга и продаж. Как тебе такое, Илон Маск?

Вкратце о прогрессе Weebit Nano. О разрабатываемой компанией памяти ReRAM мы неоднократно сообщали. Новым шагом в продвижении этой технологии на рынок стал договор о намерениях, подписанный с молодой китайской компанией SiEn Integrated Circuits из Циндао. Согласно предварительной договорённости, SiEn собирается использовать память ReRAM Weebit Nano в широком спектре своих продуктов и выпускать на собственных мощностях в Китае.

А теперь о самом интересном. Компанию SiEn в прошлом году организовал Ричард Чан (Richard Chang). Доктор Ричард Чан ― это отец полупроводникового производства в Китае. Этот ветеран с более чем 30-летним опытом работы в индустрии 20 лет отдал работе в Texas Instruments и за всю свою карьеру создал и управлял свыше 10 производственными компаниями в США, Японии, Сингапуре, Италии, Тайване и Китае.

В конце 90-х Чан продал свой полупроводниковый бизнес на Тайване компании TSMC и переехал на материк. В Китае в 2000 году он создал контрактного производителя полупроводников компанию SMIC. За 20 лет под его руководством SMIC стала четвёртым в мире по величине контрактным производителем полупроводников. И теперь Ричард Чан организовал новую компанию с невообразимой до этого моделью ведения бизнеса.

Итак, компания SiEn стала первой, кто будет реализовать модель Commune Integrated Device Manufacturer (CIDM). Опытное производство полупроводников в рамках новой модели началось в конце 2019 года и будет выведено на полную мощность в 2022 году. Модель CIDM предполагает совместное использование абсолютно всех ресурсов от проектирования до производства чипов и продукции с разделением всех рисков и прибыли. Это такой себе колхоз, только в отдельно взятой области и размазанный по огромной территории.

«Многие специализированные чипы уже давно монополизированы ведущими мировыми производителями полупроводников. В результате основные продукты Китая испытывают серьезный дефицит. Это привело к тому, что за последние годы в Китай были импортированы полупроводниковые интегральные схемы на сумму более 200 миллиардов долларов США», как заявляют в SiEn. Противостоять этому можно только сплотившись и презрев разногласия, хотя в целом это не должно помешать индивидуальному бизнесу каждого из участников сообщества. Интересно, что из этого выйдет.

Panasonic начинает выпускать контроллеры с 40-нм встроенной ReRAM

Резистивная энергонезависимая память незаметно проникает в жизнь. Японская компания Panasonic объявила о начале выпуска микроконтроллеров со встроенной памятью ReRAM с технологическими нормами 40 нм. Но представленный чип интересен также по множеству других причин.

Как сообщает нам пресс-релиз Panasonic, в феврале компания начнёт поставки образцов многофункционального микроконтроллера для защиты вещей с подключением к Интернету от многочисленных киберугроз. Важной особенностью контроллера станет блок встроенной памяти ReRAM объёмом 256 Кбайт.

Память ReRAM опирается на принцип управляемого сопротивления в оксидном слое, что делает её очень устойчивой к облучению. Тем самым данный микроконтроллер будет востребован для управления защитой медицинского оборудования при производстве инструментов и препаратов с использованием радиационного облучения при обеззараживании (стерилизации).

Остановимся ещё немного на ReRAM. Этот тип памяти компания Panasonic разрабатывает около 20 лет, а может даже дольше. К выпуску микроконтроллеров с ReRAM компания приступила в 2013 году с использованием 180-нм техпроцесса. На тот момент ReRAM Panasonic не могла конкурировать с NAND. В последствии для разработки и производства ReRAM с нормами 40 нм компания Panasonic объединилась с тайваньской компанией UMC.

Скорее всего, представленные сегодня микроконтроллеры Panasonic с 40-нм ReRAM выпущены на японских заводах UMC (приобретены несколько лет назад у компании Fujitsu). Встраиваемая 40-нм ReRAM уже может соревноваться с встраиваемой 40-нм NAND по целому ряду параметров: скорости, надёжности, большему числу циклов стирания и устойчивости к радиации.

Что касается основных функций микроконтроллера Panasonic, то он обладает повышенной защитой от взлома и кражи данных. Решение будет применяться в промышленных устройствах и в широком спектре инфраструктуры. В каждый чип встроен уникальный аналоговый идентификатор ― нечто похожее на отпечаток пальца человека. С помощью этого «отпечатка» будет генерироваться уникальный ключ для аутентификации чипа в сети и для передачи (съёма) данных с него. Ключ никогда не выйдет наружу и будет уничтожаться сразу после прохождения аутентификации, что защитит от перехвата ключа в памяти контроллера.

Также микроконтроллер вооружён приёмопередатчиком NFC. Данные с контроллера можно будет считать даже в случае обесточивания устройства, например, если злоумышленники отключили на охраняемом объекте электричество. Кроме того, с помощью NFC и мобильного устройства контроллер (платформу) можно будет подключить к сети Интернет даже без развёртывания специально для этого сети. Слабым местом остаются поставщики услуг Интернет, но это проблема не Panasonic.

Память ReRAM компании Weebit движется к производству с опережением графика

Израильская компания Weebit Nano сообщила, что приближается к коммерческому производству памяти ReRAM (энергонезависимой резистивной памяти) с опережением графика на четыре месяца. Ранее целью Weebit было начать массовый выпуск памяти ReRAM в виде коммерческих продуктов в декабре 2020 года. Даже если производство стартует в обозначенный предыдущими планами срок, опережение графика на этапе подготовки к нему всё равно остаётся положительным результатом. Если что-то пойдёт не так, есть время исправить недочёты.

Weebit Nano

Weebit Nano

Новым пройденным этапом Weebit называет подтверждение характеристик массивов памяти ReRAM на кремниевых пластинах силами сводной команды израильских и китайских инженеров. Пластины с памятью ReRAM на своих опытных линиях выпускает французский институт CEA-Leti. Летом этого года Weebit заключила договор на производство ReRAM на китайском заводе местной компании XTX Technology (создана в 2014 году в Шэньчжэне).

Инженеры XTX подтвердили характеристики памяти ReRAM, став, по сути, независимыми экспертами этих новых электронных приборов. Тем самым компания XTX Technology согласилась и признала пользу интеграции технологии производства ReRAM в собственные фирменные продукты: энергонезависимую память для потребительской электроники, промышленных встраиваемых платформ, а также телекоммуникационного и сетевого оборудования.

Weebit Nano

Weebit Nano

Увы, Weebit и XTX Technology не раскрывают подробностей о протестированной памяти. Ранее стало известно, что CEA-Leti выпускает опытные массивы ReRAM компании Weebit на 200-мм пластинах с использованием 40-нм техпроцесса. Однако партнёры уверяли, что ещё до конца этого года выпустят 28-нм массивы памяти ReRAM. Это массивы для встраиваемой памяти, поэтому не стоит сравнивать её с NAND и 3D NAND для SSD. Память ReRAM по степени масштабирования и по надёжности к износу может заменить встраиваемую NAND, которая как раз осваивает 28-нм техпроцесс.

Также сообщим, что за последний месяц CEA-Leti сумел повысить уровень выпуска годных чипов ReRAM, подготовил три новых патента по производству резистивной памяти и утверждает, что для интеграции массивов ReRAM на кристалл SoC будет достаточно всего одной фотомаски, тогда как массивы eNAND для изготовления требуют от 7 до 10 дополнительных фотомасок.

PlayStation 5 и Xbox Scarlett могут получить скоростной твердотельный кеш наподобие Optane

Компании Sony и Microsoft могут использовать в своих консолях следующего поколения связки из твердотельных накопителей и скоростного кеша наподобие Intel Optane. Это позволило бы применять менее быстрые и более дешёвые накопители, но при этом всё равно получить весьма высокую скорость работы с данными.

Слухи о том, что консоли PlayStation 5 и Xbox Scarlett получат скоростные твердотельные накопители, появились уже довольно давно. Поскольку в основе новых консолей будут лежать процессоры AMD с архитектурой Zen 2, которые изначально поддерживают стандарт PCIe 4.0, то слухи сходились на том, что и SSD в новых консолях будут подключаться через данный интерфейс.

Однако твердотельные накопители с PCIe 4.0 довольно дорогие, поэтому ресурс TweakTown предполагает, что для уменьшения себестоимости консолей Sony и Microsoft могут использовать менее быстрые накопители PCIe 3.0 NVMe или даже SATA. Это всё равно обеспечит значительный прирост скорости по сравнению с жёсткими дисками в актуальных консолях. А чтобы прирост был действительно значительным, новые консоли могут получить дополнительные кеш-накопители наподобие Intel Optane.

В пользу этой теории говорит тот факт, что Sony сама как раз и разрабатывает флеш-память типа ReRAM, которая характеризуется очень высокой скоростью записи и чтения данных. Данная память может работать как Optane, храня в себе наиболее часто используемые файлы и блоки данных, и быстро передавать их CPU или GPU. С таким кешем Sony сможет обеспечить практически мгновенную загрузку игр не то что с накопителями с PCIe 3.0, но и с SATA.

Что касается Microsoft, то она также, возможно, использует некий скоростной кеш на базе флеш-памяти. Недавно компания подтвердила, что применяет твердотельный накопитель Xbox Scarlett в качестве виртуальной видеопамяти. И как раз твердотельный кеш вроде Optane или ReRAM способны успешно дополнять системную память для повышения производительности.

Ещё есть вариант, что в новых консолях будет использоваться многоуровневая подсистема памяти, состоящая не только из твердотельного кеша и SSD, но ещё и из жёсткого диска. Например, в новых консолях может быть установлен 1–2 Тбайт жёсткий диск, твердотельный накопитель NVMe объёмом до 256 Гбайт и быстрый кеш наподобие ReRAM или Optane. И всё это будет объединено в единую систему силами технологии AMD StoreMI.

Но всё это пока что не больше чем домыслы, и как на самом деле будет устроено хранилище данных в консолях нового поколения, мы узнаем позже, либо ближе к их выходу, либо после него.

До конца 2020 года в Южной Корее начнётся массовое производство памяти ReRAM

Как подсказывает сайт Storagenewsletter.com, израильский разработчик памяти ReRAM компания WeeBit Nano уверенно идёт к успеху. В результате выпуска дополнительных акций (WeeBit Nano зарегистрирована на бирже в Австралии) и благодаря другим инвестициям удалось собрать ещё $3,1 млн денежных средств на исследования, разработки и закупку оборудования.

Как мы рассказывали, компания WeeBit Nano разработала технологию производства и ячейку резистивной памяти на основе такого недорогого материала, как оксид кремния (SiOx). Разрабатывать техпроцесс массового производства массивов ReRAM компании WeeBit Nano помогает французский исследовательский институт Leti. В 2017 году совместными усилиями на мощностях Leti на 200-мм пластинах с помощью 300-нм техпроцесса был выпущен опытный массив ReRAM объёмом в несколько Кбайт. Через год технология была улучшена, и партнёры выпустили мегабайтный массив ReRAM в рамках 40-нм техпроцесса. До конца текущего года может выйти новый кремний с массивом ReRAM уже с использованием 28-нм техпроцесса и на 300-мм пластинах. Это уже нечто практичное, что можно внедрять в современное производство.

WeeBit Nano

WeeBit Nano

Как заявляют в WeeBit Nano, некий южнокорейский лидер полупроводникового производства готов начать массовый выпуск памяти ReRAM (или продуктов с памятью ReRAM в виде встраиваемых массивов) ещё до конца 2020 года. Разработчик не называет имени партнёра, но если считать анонс производства ReRAM с нормами 28 нм намёком, то речь может идти о компании Samsung. Обилие новостей о всё более и более интенсивных поисках замены памяти NAND заставляет поверить, что в течение следующих трёх–пяти лет на рынке появится что-то новое, чем может стать память ReRAM, MRAM или PcRAM.

WeeBit Nano

WeeBit Nano

Наконец, памятью ReRAM активно интересуются китайцы. Компания SMIC, например, на этом направлении сотрудничает с компанией Crossbar. Израильская WeeBit Nano также представляет для китайцев интерес, как владеющая близкой к внедрению технологией производства. Так что летом этого года письмо о намерениях о совместной работе с WeeBit Nano подписала китайская компания XTX Technology. Если не Корея, то Китай готов взять на вооружение принципиально новую энергонезависимую память.

GlobalFoundries и сингапурский университет разрабатывают ReRAM

Компания GlobalFoundries полюбовно договорилась с TSMC о сворачивании всех патентных претензий и теперь может спокойно смотреть в будущее. Например, в сторону производства чипов со встроенной памятью ReRAM. Это ведь достойный кандидат для замены традиционной встраиваемой флеш-памяти NAND. Память ReRAM быстрее NAND, намного устойчивее к износу, не требует предварительной операции стирания и обещает дальнейшее сокращение масштаба технологических норм производства, чего не скажешь о NAND. Единственное преимущество памяти NAND ― её умеют производить много и дёшево, что может считаться только временным достоинством.

Пример условной ячейки ReRAM

Пример условной ячейки ReRAM

Как подсказывают наши коллеги с сайта AnandTech, для разработки технологии промышленного производства памяти ReRAM в качестве встраиваемых в чипы блоков компания GlobalFoundries заключила партнёрский договор с сингапурским Наньянским технологическим университетом (Nanyang Technological University) и сингапурским же инвестиционным фондом National Research Foundation. Фонд NRF обязуется в течение четырёх лет оплачивать работу университетской группы по данному проекту. Сумма договора достигает эквивалента $88 млн. Компания GlobalFoundries, со своей стороны, на основе разработки будет создавать техпроцесс для промышленного внедрения технологии производства ReRAM.

Упомянутый выше перекрёстный лицензионный договор с TSMC будет очень кстати в свете поворота GlobalFoundries к памяти ReRAM. Тайваньский контрактник несколько последних лет активно занимается темой разработки техпроцесса для выпуска встраиваемой ReRAM. Можно рассчитывать, что в только что заключённом 10-летнем договоре о перекрёстном лицензировании патентов обе стороны учли это направление.

Разнообразие планов GlobalFoundries по эксплуатации разных видов энергонезависимой памяти

Разнообразие планов GlobalFoundries по эксплуатации разных видов энергонезависимой памяти

В  то же время память ReRAM не является для GlobalFoundries исключительным направлением для поиска замены NAND. Производитель смог довести до массового производства магниторезистивную память (MRAM) и готовится выпускать блоки из этой памяти в качестве встраиваемых. Но у MRAM есть недостатки, которых нет у ReRAM. Память MRAM боится низких рабочих температур и страдает от низкой плотности записи. По этим и другим причинам она пока не стала массовой, а станет или нет ― это зависит от проницательности учёных.

Applied Materials выпустила оборудование для массового производства MRAM, ReRAM и PCRAM

Компания Applied Materials ― один из ведущих поставщиков производственного оборудования для выпуска полупроводников ― начала поставлять передовые и уникальные машины для обработки кремниевых пластин. Это установки Endura Clover и Endura Impulse. Каждая из них представляет собой платформу с девятью независимыми камерами для помещения внутрь 300-мм кремниевых подложек (пластин). Все камеры способны удерживать максимально полный и чистый вакуум, в котором происходит последовательное осаждение рабочих материалов из газового состояния на кремниевую пластину.

Устновка Applied Materials

Установка Applied Materials Endura Clover

Сами по себе камеры для осаждения материала из газовой среды не являются чем-то новым. Уникальность предложения Applied Materials в том, что камер для 300-мм пластин с возможностью депонирования материалов для массового выпуска новейших видов энергонезависимой памяти MRAM, ReRAM и PCRAM до сих пор не было. Установка Endura Clover позволяет выпускать магниторезистивную память MRAM, а установка Endura Impulse нацелена на производство магниторезистивной памяти ReRAM и памяти с изменяемым фазовым состоянием вещества PCRAM.

Платформа Endura Clover MRAM даёт возможность осаждать на кремниевые пластины до пяти независимых материалов на каждую из девяти камер. Изготовление памяти MRAM в современных условиях требует создания на пластине не менее 30 различных слоёв толщиной в доли нанометров с субатомарной точностью. Новая установка позволяет проводить подобные операции без риска опасных утечек в окружающую среду. Платформа Endura Impulse позволяет совершать подобные операции, но уже с учётом комбинации материалов, необходимых для производства памяти ReRAM и PCRAM. При этом каждая из платформ наделена системами диагностики процессов и продукции, что необходимо для массового производства.


Добавим, компания Applied Materials участвует в программе DARPA ERI по возрождению производства электроники в США. В рамках программы ERI компания занимается проблемами создания технологий для производства новых видов энергонезависимой памяти. Память MRAM, ReRAM и PCRAM должны повысить энергоэффективность процессов вычисления мобильных, встраиваемых и стационарных компьютерных систем, включая перенос вычислительных процессов в память. Как видим, она с этим неплохо справляется.

Microsemi готовится создавать решения с памятью ReRAM

Резистивная энергонезависимая память ReRAM понемногу прокладывает себе дорогу в мир. Пока использование ReRAM в продуктах носит опытный характер, но через год или два всё может измениться в сторону более широкого использования этого нового типа энергонезависимой памяти в электронике и компьютерной технике.

Так, изобретатель одной из перспективных версий ReRAM компания Crossbar сообщила, что между ней и крупным американским разработчиком электронных компонентов компанией Microsemi подписан лицензионный договор на передачу необходимой для выпуска продукции интеллектуальной собственности. Также партнёры будут совместно разрабатывать продукцию со встроенной памятью ReRAM класса 10 нм (в диапазоне от 19 до 10 нм), которая пополнит ассортимент Microsemi, а он также включает чипы военного назначения и решения для аэрокосмической отрасли.

Сфера интереса Microsemi (Microsemi)

Сфера интереса Microsemi (Microsemi)

К сожалению, Crossbar не прояснила, кто будет выпускать 10-нм электронику Microsemi со встроенной памятью ReRAM. Производство в Китае для этого явно не подходит, ведь Microsemi завязана на оборонный сектор США. Хотя в Китае у Crossbar есть официальный производственный партнёр в лице крупнейшего местного контрактного производителя полупроводников компании SMIC. В то же время SMIC освоила производство встраиваемой ReRAM с нормами 40 нм, а Crossbar и Microsemi надо идти дальше. Остаётся GlobalFoundries с бывшими заводами IBM? Будет интересно узнать.

Переход со встраиваемой памяти NAND на ReRAM обещает снижение задержек при чтении (до 10 нс) и записи (до 10 мкс). Устойчивость ячеек к износу увеличится с нескольких десятков тысяч до миллиона. При этом ячейка ReRAM не требует предварительной операции по очистке, а массив ячеек не нужно подвергать операциям выравнивания. Такая память работает быстрее и лучше всего подходит для концепции «памяти в процессоре», когда архитектура чипа строится по подобию мозга человека, где нет отдельно памяти и процессора.

ReRAM - это просто и изящно ()

ReRAM — это просто и изящно (Crossbar)

Кстати, 23 мая на конференции Embedded Vision Summit компания Crossbar покажет решение для ИИ со встроенной памятью ReRAM. Мы надеемся позже подробнее рассказать о разработке, а пока уточним, что некий специализированный процессор с памятью ReRAM, в которую загружается модель нейронной сети FaceNet, способен автономно и от батарейного питания вести распознавание лиц или объектов с возможностью обновления списка объектов распознавания. Память ReRAM в данном случае является той памятью в процессоре, которая позволяет реализовать компактную автономную платформу, в чём окажутся слабы NAND, 3D XPoint и обычная DRAM (HBM).

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Релиз карточного приключения Card Shark перенесли на 2022 год 9 мин.
Rockstar отложила запуск сборника Grand Theft Auto: The Trilogy — The Definitive Edition в рознице 17 мин.
Valve подтвердила, что не заинтересована в выпуске эксклюзивных игр для Steam Deck 21 мин.
Шутер Clid The Snail про антропоморфную улитку доползёт до ПК к середине декабря 24 мин.
AdDuplex: число пользователей Windows 11 почти удвоилось за прошедший месяц 37 мин.
Новая статья: Искусство бережливости: 10 способов сэкономить при помощи специализированных приложений и веб-сервисов 9 ч.
Глава застопорившегося криптовалютного проекта Meta покинул компанию 10 ч.
К обязательному для предустановки софту правительство РФ добавило приложения для чтения электронных книг 10 ч.
В новом патче для сборника ремастеров GTA исправили дождь и добавили кинематографическую камеру 12 ч.
Японская компания Zoom подала в суд на одноимённый сервис видеосвязи из-за прав на название 12 ч.