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采用GaSb和InAs打造的新型存储器,可兼顾DRAM和NAND,有望卷动千亿美元内存市场

2020-01-16 13:25:37 来源:cnbeta
多年来,存储器制造商一直试图在单个封装中集成动态随机存储器(RAM)和闪存(NAND)的共同优势,但一直收效甚微。新型非易失性存储器,有望成为技术突破的一个关键。其具有类似于 RAM 的运行速度、以及 NAND 的断电非易失特性。能够瞬时打开、并从上次中断的位置恢复,为即时(Instand-On)PC 的到来而铺平道路。
 
经常关注存储技术的朋友,可能或多或少地听说过几种可让 RAM 和 SSD 运行更快、更密集、更节能的新技术。
 
另有一些研究试图推动“内存中计算”的方法,从根本上消除了数据在处理器、内存等部件之间往返所导致的性能滞后。

上述想法都基于如下事实,即将数据写入 DRAM,是一种快速且节能的方案。可一旦断电,数据的完整性也难以维持。此外系统必须不断刷新数据,导致效率不是很高。
另一方面,NAND 是一种相对健壮的数据存储方式,只是写入和擦除的速度太慢,导致存储单元性能下降,难以取代现有的 DRAM 。

好消息是,英国兰开斯特大学的研究人员称,他们已经打造了一种新型的非易失性存储器 —— 速度可与 DRAM 媲美,写入能耗却仅为百分之一。

这项技术被称作 UK III-V 存储器,其基于 20nm 光刻工艺制造,写入时间仅为 5ns(与 DRAM 相当),且提供了类似闪存的简单读取特性。
更棒的是,这是一种非易失性存储,能够在断电时保持数据的完整性。

(UK III-V 原型晶体管)
 
截至目前,原型装置已能够通过 2.1V 的电压来擦除和编程数据。相比之下,典型 NAND 单元需要施加 3V 的擦除电压。

通过使用交替的 GaSb(锑化镓)和InAs(砷化铟)层,研究团队打造出了所谓的“双阱共振隧道结”,并达成了这一目标。

新型存储单元的工作方式与闪存类似,使用“浮栅”来存储“0”或“1”,但此处 InAs 浮栅被不连续的 GaSb 和 AlSb 大导带所隔离。

简单来说,UK III-V 存储器中使用的晶体管,具有更好的开关状态。它们被设计为利用
两种材料来确保将信息存储特别长的一段时间。

尽管没有披露读取操作所需的功耗等细节,但首席研究员 Manus Hayne 表示:在重复读取“1”的时候,新型存储器无需重建或不断刷新来确保数据的完整性。
当然,最让我们感兴趣的,莫过于即使在断电的情况下,UK III-V 内存亦可保留数据、并在通电后瞬时返回上上次工作中断的位置。

Manus Hayne 称,团队正在为新技术申请专利,未来有望搅动 1000 亿美元的 DRAM 和闪存市场。

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