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同时取代闪存和DRAM,ULTRARAM真有这个潜力吗?

E4Life 来源:电子发烧友网 作者:周凯扬 2023-10-09 00:10 次阅读

电子发烧友网报道(文/周凯扬)在近期的闪存峰会上,一家由英国兰卡斯特大学孵化的初创公司Quinas Technology获得了创新大奖。他们展示了ULTRARAM,一个结合了DRAM高性能和闪存非易失性的新技术,力求制造出同时替代闪存和DRAM的通用存储。

ULTRARAM与闪存和DRAM的区别

闪存和DRAM作为已经被行业使用了数十年的存储形式,因为其特性不同,往往只能被分别用于特定场景中。以闪存为例,其具有非易失性、非破坏性读出和高度扩展性等特点,但缺点在于需要高压开关电路,以及相对较慢的编程/擦除。

DRAM拥有极高的耐用性,操作快速,但其为易失性存储,需要持续的电源供应,加上破坏性读出以及容量扩展上始终存在困难。可以看出,无论是闪存和DRAM,都逃不开能耗、性能、耐用性的二选一,所以这些年两者始终处于一个共生的局面。

而ULTRARAM作为一个通用内存,自然是要解决闪存和DRAM之间存在的这些矛盾。与这两者在材料层面不同的是,ULTRARAM用的是III-V族化合物半导体,且主要是其中6.1 Å 家族的半导体,比如砷化铟、碲化镓和碲化铝。

ULTRARAM是一种基于电荷的存储器,像NAND一样使用浮栅结构,所以也能像其他闪存一样,实现非破坏性读出。但相较闪存和DRAM,ULTRARAM可以实现超长时间的存储,这得益于其TBRT结构。哪怕是在单bit级别也能存储远大于十年的时间,ULTRARAM中的电荷可以存储1000年而不会出现泄露。且ULTRARAM开关能耗极低,开关速度更是低于ns级。

离量产还有多久?

然而任何新的存储形态在试图挑战闪存和DRAM之前,都必须解决制造和量产的问题,因为这才是决定其能否商业化的关键之一。常见的阻碍有,在现有的固态制造设备之上,是否需要尚未投入使用的材料和工具,已经对于大部分晶圆厂来说,是否需要额外的工序。

据了解Quinas Technology已经宣布添置和购买了相关设备,用于生产出20nm的ULTRARAM原型产品,并将继续积极推动该技术的商业化。在确定其性能达到宣传指标,比如1000万次重写循环后,他们会尝试开始小规模市场并寻找感兴趣的客户。

与此同时,英国创新机构也奖励了Quinas Technology 30万英镑,用于推动这一技术的商业化进程。不过离真正的量产应该还有一定的差距,其发明者及Quinas Technology CSO表示,这对于一家初创公司来说自然是不小的投资,但量产ULTRARAM的过程并非短跑,而是一场马拉松。

Quinas Technology虽然购买了相关设备,但其仅用于原型的制造和验证,真正量产还是需要大型晶圆厂的支持。鉴于目前欧洲仍缺少大型的内存制造工厂,据了解他们很可能选择与台积电合作,而不是与欧洲本地的IMEC等企业合作。

在最终产品上,Quinas Technology似乎打算先面向高端市场,比如服务器/数据中心级别的产品,毕竟消费级存储市场仍处于一个去库存的阶段,而高性能内存恰恰是利润最高的。同时Quinas Technology透露,对UTRARAM感兴趣的公司中包括Meta,后者对于ULTRARAM的节能特性尤其看好。

写在最后

和所有新的存储技术一样,大规模量产并控制成本才是最关键的挑战。而对于ULTRARAM来说,该技术尚未到量产验证阶段,还在性能与指标的验证阶段,如果原型产品和之后的小批量产品能够与宣传保持一致的话,相信这一技术会获得更多公司的青睐和投资。

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