NRAM引发'holy war'在存储技术中

您的下一款智能手机可能是基于碳的生命形式

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Nantero

根据碳纳米管的非易失性存储技术,有望在2018年实现商业化,其对企业存储,服务器和消费类电子产品的破坏性要大于闪存。 新报告 from BCC研究.

BCC研究部编辑主任凯文·菲茨杰拉德(Kevin Fitzgerald)表示:“经过这么长时间的开发,很少有技术会引起轰动,但是NRAM似乎可以做到这一点。” “实际上,您的下一款智能手机可能是基于碳的生命形式。”

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BCC报告预测,整个纳米RAM(NRAM)市场在2018年至2023年之间的复合年增长率将达到62.5%,嵌入式系统市场将由2018年的470万美元增长到2004年的2.176亿美元。 2023年。这将代表这五年的合并年增长率为115.3%。

马萨诸塞州沃本市于2001年发明 南特罗 在c.据称,NRAM具有DRAM的1,000倍的性能,但可以存储NAND闪存之类的数据;当电源关闭时,数据仍然保留。

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NRAM芯片。

半导体研究公司Objective Analysis的首席分析师吉姆·汉迪(Jim Handy)表示,NRAM正面临着众多新存储技术领域的挑战,这些新技术有望在速度,耐用性和容量方面挑战NAND闪存。

例如,铁电RAM(FRAM)已经大批量发货; IBM开发了Racetrack Memory。英特尔,IBM和Numonyx都生产了相变存储器(PCM)。自1990年代以来,磁阻随机存取存储器(MRAM)一直在开发中。惠普和海力士一直在开发ReRAM,也称为忆阻器。英飞凌技术公司一直在研究导电桥接RAM(CBRAM)。

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NRAM单元的图示(左)和带有电子显微镜的碳纳米管织物的照片(右)。

BCC研究的高级编辑兼报告共同作者克里斯·斯皮维(Chris Spivey)通过电子邮件说:“这些人正在为一场神圣的战争而战。” “这些记忆中的每一种都可以以许多不同的方式使用-因此它们将(最终)在各个领域竞争。因此,随着战争的结束,可能只有一个存在。”

已发布的Q&ASpivey表示,NRAM最令人兴奋的方面是从硅到碳基存储器的转移,“显然,它可以在传统CMOS代工厂以及逻辑代工厂中无缝进行。这开启了一个潜在的时代大规模定制。”

BCC研究认为NRAM具有大规模定制的潜力,这意味着可以针对许多特定任务优化芯片。这将使诸如廉价,丰富的自主物联网传感器以及智能手机行业的内存,用于汽车的嵌入式ASICS甚至是本质上存储音乐的耳机等事物成为可能。

BCC研究说:“它有着悠久的历史,直到现在还没有实现。” “但是,该报告首次向公众展示了实际的芯片架构。再加上预计在2017年第一季度初发布的许可公告,这种趋势将急剧恶化。”

在过去的16年中, NRAM溅射 因为它被尝试成为一种新的存储技术。例如,早在2003年,行业专家 在预测 它将挑战存储器市场。在2005年,Nantero自己将NRAM宣布为“通用存储器”,并将于明年生产。但是,内存一直到2009年仍处于工程设计阶段。

BCC研究公司将NRAM漫长的市场路径描述为“经典的大卫与巨人之战...只有现在,大卫才成功地获得了巨人表亲之一富士通的帮助。”

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NRAM市场按存储器应用类型划分。

(百万美元)

八月,富士通半导体有限公司成为第一家宣布 批量生产NRAM.

富士通计划在2018年底之前开发使用DDR4接口的定制嵌入式存储级存储模块,目标是将产品阵容扩展到富士通铸造厂三重富士通半导体有限公司的独立NRAM产品系列;独立内存模块将通过转售商出售,转售商将对其进行更名。

使用DDR4规范接口,NRAM每秒可以进行多达32亿次数据传输或2.4Gbps,是NAND闪存的两倍以上。 南特罗首席执行官Greg Schmergel表示,从本质上讲,NRAM的读/写能力比NAND闪存快数千倍。因此,瓶颈在于计算机的BUS接口。

Schmergel在早些时候的一次采访中表示:“纳米管开关的状态以皮秒为单位-会不断地打开,然后又会关闭。” 电脑世界。皮秒是万亿分之一秒。

碳纳米管很坚固-非常坚固。实际上,它们的强度是钢的50倍,仅是人类头发的1 / 50,000。由于碳纳米管的强度,与NAND闪存相比,NRAM具有更大的写入耐久性。

具有错误校正代码的最佳NAND闪存可承受约100,000个擦除-写入周期。根据Nantero的说法,NRAM可以承受10次12 写周期和1015 读取周期-几乎无限个数。

NRAM由碳纳米管的可互锁的织物矩阵组成,该矩阵可以相互接触或稍微分开。每个NRAM“单元”或晶体管都包含存在于两个金属电极之间的碳纳米管网络。存储器的行为与其他电阻式非易失性RAM技术相同。

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彼此不接触的碳纳米管处于代表“截止”或“ 0”状态的高电阻状态。当碳纳米管彼此接触时,它们呈现“ on”或“ 1”的低电阻状态。

“ 南特罗的技术与我们的设计和生产能力相结合,有望满足客户对非易失性存储器的长期需求,该非易失性存储器具有更高的密度,更快的能耗和更高的重写周期,” Masato Matsumiya,富士通半导体在一份声明中表示。

NRAM具有创造比NAND闪存高得多的内存的潜力,而NAND闪存如今已在拇指驱动器和固态驱动器中使用。今天最密集的NAND闪存工艺接近15纳米,这是指用于存储数据位的晶体管的大小。根据Schmergel的说法,NRAM的密度可以达到5纳米以下。

富士通计划最初使用55纳米(nm)工艺制造NRAM。以这种大小,初始内存模块将只能存储兆字节的数据。但是,该公司还计划推出下一代40nm工艺NRAM版本。

(在2015年, 七个制造工厂 开始限量生产超快碳纳米管存储器。)

与传统的NAND闪存相比,NRAM的另一大优势是其耐热性。它可以承受300摄氏度的高温。 南特罗声称其记忆在85摄氏度下可以持续数千年,并且已经在300摄氏度下进行了10年的测试。不会丢失任何数据。

在 December, 南特罗 received 另外的2100万美元 菲茨杰拉德在报告中说,该公司的风险投资总额达到1.1亿美元,“巩固了我们对这项技术即将公开的直觉”。

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NRAM的两种状态的示意图,其中一个碳纳米管接触另一碳纳米管,从而形成低电阻或“导通”状态,或者管不接触,从而产生高电阻“截止”状态。

与英特尔和开发合作伙伴美光科技最近发布的声明不同 3D XPoint非易失性存储器,它使用PCIe / NVMe主板接口,NRAM使用DDR4 DRAM接口。

Spivey说,他对Nantero的内存最初会保留DRAM接口感到有些惊讶。

Spivey在一封电子邮件回复中说:“在我看来,这有点胆怯。这意味着将在相当一段时间内使用不同类型的内存,这肯定是富士通的直接意图。” 电脑世界.

即便如此,BCC Research预计NRAM将迅速影响消费电子,移动计算,物联网,企业存储,国防,航空和汽车。其他人也同意。

Forward 在sights的分析师Gregory Wong在较早的一份声明中说:“这是从研究实验室转移到大批量制造CMOS设施的极少数技术之一。” “ NRAM的高速和高耐用性的独特组合具有在众多消费者和企业应用中启用创新产品的潜力。”

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