NRAM: Fujitsu setzt auf nichtflüchtigen Nanoröhrchen-Speicher
In mehr als 15 Jahren Entwicklungsarbeit brachte die Firma Nantero Speicherzellen aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) zur Produktionsreife; sie sollen in Systems-on-Chip zum Einsatz kommen.
NRAM-Zelle mit Carbon Nano Tubes (CNT), also Kohlenstoff-Nanoröhrchen.
(Bild: Nantero)
2001 gründeten Greg Schmergel und Dr. Thomas Rückes die Firma Nantero, um nichtflüchtigen NRAM-Speicher mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu entwickeln. Nun kann Nantero einen ersten Lizenznehmner nennen: Fujitsu Semiconductor will NRAM-Zellen in eigene Chips integrieren, die 2018 auf den Markt kommen. Außerdem bietet die Auftragsfertigungssparte Mie Fujitsu ihren Kunden die NRAM-Technik an, zunächst mit 55-Nanometer-Strukturen.
NRAM mit einer Schicht aus Carbon Nanotubes (CNT) als Speicherelement soll wesentlich schneller als NAND-Flash arbeiten und wesentlich robuster sein, also Daten länger ohne Spannungsversorgung halten und sich viel häufiger überschreiben lassen. Gleichzeitig verspricht Nantero, dass sich NRAM-Zellen mit herkömmlicher CMOS-Fertigungstechnik produzieren lassen.
Der Speichereffekt nutzt eine dauerhafte (remanente) Änderung der Leitfähigkeit in einer dünnen Schicht aus Nanoröhrchen. Die Schicht leitet Strom besser, wenn sich mehr Röhrchen berühren – und schlechter, wenn zwischen vielen Röhrchen größere Abstände entstehen.
(Bild: Nantero)
Nach jahrelanger Forschung hat Nantero ein Verfahren perfektioniert, mit dem sich der Abstand der CNTs durch kurze Stromimpulse beeinflussen lässt. Unter anderem durch Van-der-Waals-Anziehung behalten die CNTs ihre Form dann bei.
Zum Auslesen der NRAM-Zellen nutzt man Verfahren, die auch für ReRAM taugen, man misst letztlich den Widerstand der Zellen. Das Beschreiben soll weniger Energie benötigen als bei NAND-Flash-Speicher.
(Bild: Nantero/Chuo University)
Weil jede einzelne Zelle bis zu 10 hoch 11 Schreibzyklen überstehen kann, könnte sich weiter optimiertes NRAM eines Tages auch als nichtflüchtiger DRAM-Ersatz eignen, hofft Nantero. Es gibt bereits Projekte, die auf Multi-Gigabyte-Speichermedien mit NRAM zielen.
Bei Fujitsu geht es aber zunächst um bescheidene 256 MBit, also 32 MByte, die in ein System-on-Chip (SoC) integriert werden. Später sollen einzelne Speicherchips folgen. Fujitsu fertigt seit vielen Jahren auch (Ramtron-)FRAM und will die dabei gewonnenen Erfahrungen für NRAM nutzen. (ciw)
