Auch eine disruptive Technik hat Wurzeln in der Vergangenheit, Teil 2

Viele Hoffnungsträger drängen auf den Halbleiterthron

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PRAM, PCRAM, PCM (Phase-Change Memory)

Die Technik des Umschaltens zwischen einem amorphen (hoher Widerstand) und einem kristallinen Zustand (niedriger Widerstand) beispielsweise mit Chalkogeniden (MoS2 oder GST = Gallium Antimon, Tellur) wurde schon in den 1920er-Jahren entdeckt und in den 1950er bis 1960er Jahren sowohl unter optischen (CD) als auch elektrischen (PCRAM) Gesichtspunkten untersucht. Als PCM ('phase change memory') wird die optische Variante schon seit vielen Jahren für CDs und DVDs genutzt.

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Numonyx (Micron) und Samsung liefern PRAMs die sich wie NOR-Speicher verhalten. Es können aber auch einzelne Bits geändert werden. PRAMs haben kurze Programmierzeiten und lange Lebensdauer. IBM arbeitet insbesondere an PRAM-MLCs. Weil es keine Bitzellen mit darin eingesperrten Elektronen gibt, kann PCM leichter verkleinert werden (die shrink).

Man benötigt aber einen relativ hohen Reset-Strom. Micron produziert PRAMs in verschiedenen Varianten, u. a. gemeinsam mit DRAM in einem Chip. SK Hynix hat mit IBM ein Abkommen über die gemeinsame Entwicklung von PRAM geschlossen. Samsung fertigt seit 2010 ein PRAM, welches aber nicht als diskretes Bauelement erhältlich ist.

Sekundäre Hoffnungsträger

FRAM, FeRAM (Ferroelectric RAM)

Eine Schicht aus ferroelektrischem Material speichert die Ausrichtung der Ionen im Kristall, die durch Spannungsänderung eine Feld-und Polarisationsänderung erzeugt. Mit FRAM können sehr hohe Schreibgeschwindigkeiten, viele Schreib-/Programmierzyklen und ein besonders niedriger Stromverbrauch erreicht werden. Hersteller sind derzeit Fujitsu (seit über 10 Jahren), Lapis Semiconductor, und Ramtron (seit 20 Jahren).

PMC (Programmable Metallized Cell)

Die Arizona State University (ASU) hat eine weitere NVM-Technik unter der Bezeichnung PMC entwickelt. Ionen werden in einem festen Elektrolyt zwischen zwei Metall-Elektroden verschoben. Je nachdem, ob ein winziger Nanodraht in dem Elektrolyt gebildet wird ("1"), entsteht eine gut leitende Verbindung (geringer Widerstand), oder nicht ("0").

Diese Technik soll eine längere Lebensdauer, niedrigeren Stromverbrauch und höhere Speicherdichte bieten. Infineon hatte diese Technik im Jahr 2004 mit der Bezeichnung "conductive-bridging RAM" (CBRAM) lizenziert. Die NEC-Variante heißt "Nanobridge" und die Sony-Variante "electrolytic memory". Auch Axon Technologies (ein Spin-off von ASU) und Micron Technology haben PMC lizenziert.

NVDIMM Technology

Die NVDIMM-Technik von Micron wird mit den üblichen Vorzügen beworben. Im Normalbetrieb ist der Speicher ein DRAM. Bei Stromausfall wird dessen Inhalt automatisch in ein On-board-Flash übernommen. Als Stromquelle wird ein Ultracapacitor benutzt. Ist die Stromversorgung wieder aktiv, dann wird der Flash-Inhalt innerhalb von Sekunden in das DRAM zurückgespeichert. Erste Muster sind von Micron für Anfang 2013 geplant.

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