FeDRAM - nowy pomysł na pamięci

Już przed kilkoma miesiącami zaprezentowali oni eksperymentalny ferroelektryczny tranzystor dla układów FeDRAM. Kolejne badania pozwoliły im stwierdzić, że przyszłością kości pamięci są ferroelektryki.

- Nasze pamięci są tak szybkie jak DRAM, jeśli nie szybsze, a jednocześnie mają rozmiary flash i lepiej od nich się skalują. Dla układów flash przekroczenie granicy 25 nanometrów będzie bardo trudne, jednak FeDRAM ma podobne możliwości skalowania jak technologia CMOS, która będzie działała przy rozmiarach mniejszych niż 10 nanometrów - mówi profesor Tso-Ping Ma z Yale.

Dotychczas produkowane pamięci ferroelektryczne wykorzystują np. cyrkoniano-tytanian ołowiu, który pod wpływem prądu elektrycznego spontanicznie tworzy dipole. Jednak pamięci te należy zabezpieczyć przed depolaryzacją, która może zajść pod wpływem obwodów elektrycznych w układzie pamięci. Zabezpiecza się je umieszczając materiał ferroelektryczny pomiędzy dwoma metalami. Jednak cała konstrukcja jest duża, wymaga użycia sporych komórek pamięci, a przez to jest niekonkurencyjna wobec układów flash. Tymczasem FeDRAM pozbawiona jest tej wady i korzysta z tego, co najlepsze w DRAM i flash.

FeDRAM ma też wiele innych zalet. Przede wszystkim nie musi być tak często odświeżana. Tradycyjna pamięć DRAM wymaga odświeżania co kilka milisekund, FeDRAM można odświeżać 1000-krotnie rzadziej. Nowy rodzaj pamięci zużywa 20-krotnie mniej energii i, jako że jest ferroelektrykiem, ma bardzo wysoką stałą dielektryczną, wynoszącą co najmniej 100. Tradycyjne materiały high-k charakteryzują się stałą około 20. Ferroelektryki jest więc łatwiej skalować. Ponadto FeDRAM ma prostszą konstrukcję. Pamięć DRAM wymaga użycia kondensatora do przechowywania ładunku, w przypadku FeDRAM wystarczy sam trazystor z bramką z materiału ferroelektrycznego.

Obecnie przeprowadzone testy dowodzą, że układ FeDRAM wytrzymuje bilion cykli zapisu/odczytu. Na razie nie wiadomo jeszcze, jak upływ czasu będzie wpływał na tego typu konstrukcje.

Mariusz Błoński