Пора привыкать к новому названию – ReRAM

19 май, 2011 - 18:45Тимур Ягофаров

Открытый совсем недавно «четвертый элемент», получивший название мемристор, вскоре может занять свое место в электронике. Так например, Panasonic планирует массово выпускать ReRAM уже в 2012 г. Об этих планах компании сообщило издание Nikkei business daily. Выпуск чипов будет организован на заводе компании в префектуре Тояма, причем опытные партии небольшого объема могут появиться еще в конце нынешнего года.

Напомним, что ReRAM (resistive random-access memory) базируется на мемристорах и является энергонезависимой памятью. По своему быстродействию она на порядок быстрее флэш-памяти и при этом потребляет в десять раз меньше электроэнергии. Поэтому производитель заявил, что ориентируется в первую очередь на применение ее в портативной электронике, где более важен вопрос обеспечения энергоэффективности. А благодаря применению ReRAM общее потребление устройства в режиме «сна» может быть уменьшено на две трети.

Аналогичные работы по созданию коммерческих образцов ReRAM ведутся также Toshiba и Samsung Electronics, а Elpida Memory и Sharp объединили для этого свои усилия. Совместно ведут работы в области ReRAM и Hynix Semiconductor с HP, исследователям которой и принадлежит авторство в создании мемристора.

А на днях главный исследователь HP Стенли Вильямс (Stanley Williams), который как раз и является изобретателем мемристора, опубликовал результаты своих работ по изучению лежащих в его основе физических процессов: «Мы обнаружили, что электрическое поле и ток действуют совместно, приводя к тому, что устройство памяти переключается очень быстро и потом может сохранять свое состояние неограниченно долго. Переключение заключается в том, что под воздействием напряжения в материале происходит миграция кислородных вакансий, и то же время ток разогревает его до 300°С, превращая пленку из аморфной в кристаллическую».

Мемристор является четвертым типом основных пассивных элементов в электрических цепях наряду с сопротивлением, емкостью и индуктивностью. У мемристора может быть два состояния – с высоким или низким сопротивлением из-за добавления и выведения из тонкой пленки оксида кислородных вакансий.

В исследованиях HP использовалась пленка оксида титана, которая изучалась с помощью рентгеновского излучения. В результате были получены трехмерные схемы распределения атомной структуры, химического состава и температуры. И впервые стало понятно, что нагрев зоны рядом с нижним концом электрода во время переключения состояния мемристора оказался достаточным, чтобы приводить к кристаллизации оксида. После выведения кислородных вакансий (1) или после их введения (0) из/в зону размерами 1х2 нм пленка охлаждается и остается в своем новом состоянии неограниченно долго.

«В наших тестах мы производили переключение этого устройства около 30 млн раз и не наблюдали никакого уменьшения его способности хранить информацию», - заявил Стенли Вильямс.

Пора привыкать к новому названию – ReRAM

С помощью рентгеновских лучей исследовалась область в 100 нм с повышенной концентрацией кислородных вакансий (справа, показано голубым), где осуществлялось переключение мемристора. Окружающая эту зону вновь разработанная структура (красное) служила термометром, который показывал, насколько горячим было устройство во время записи и чтения.

Вообще совпадение по времени этих двух сообщений вызвало у меня улыбку. Представляете, исследователи еще не до конца поняли, что на физическом уровне происходит в мемристорах, а их уже спешат коммерциализировать. А как считаете вы, это нормально?