Для подтверждения характеристик «тысячелетней флеш-памяти» UltraRAM будет выпущен 20-нм прототип

Британский стартап QuInAs Technology, созданный на базе научных разработок университетов Ланкастера и Уорвика, переходит от теории к практике. Компания объявила о закупке оборудования, необходимого для выпуска 20-нанометрового прототипа революционной энергонезависимой памяти UltraRAM. Успех этого этапа станет решающим для начала мелкосерийного производства и привлечения глобальных заказчиков, поскольку речь идет о технологии, способной одновременно бросить вызов и оперативной памяти DRAM, и флеш-накопителям 3D NAND.

Ключевые характеристики: скорость, долговечность и энергоэффективность

Создатели UltraRAM ставят перед собой амбициозные задачи, которые должны быть подтверждены на практике. Ожидается, что 20-нм прототип продемонстрирует латентность на уровне порядка 1 наносекунды при чтении. Это на порядок быстрее современных модулей DRAM. Что касается надежности, разработчики заявляют о способности выдержать не менее 10 миллионов циклов перезаписи — показатель, который на несколько порядков превосходит ресурс традиционной 3D NAND.

Инновационная архитектура тройного затвора

Секрет столь выдающихся параметров кроется в конструкции ячейки памяти. В отличие от оксидного плавающего затвора в 3D NAND, который со временем разрушается, UltraRAM использует трехслойный затвор на основе арсенида индия и антимонида алюминия (InAs/AlSb). Эта структура практически нейтральна к внешним воздействиям. Запись и стирание происходят за счет резонансного туннелирования электронов через тройной барьер, что делает процесс крайне энергоэффективным. Более того, заряд в ячейке способен сохраняться без утечек на протяжении более 1000 лет. Суммарно это обеспечивает в 100 раз более высокую энергоэффективность по сравнению с DRAM и в 1000 раз — по сравнению с 3D NAND.

От лаборатории к коммерции: путь на Тайвань

Разработка UltraRAM ведется на базе физического факультета Университета Ланкастера, где QuInAs Technology продолжает тестирование и закупку нового оборудования. Важным шагом стало получение гранта от британского фонда ICURe Exploit (Innovate UK), который должен ускорить коммерциализацию. Однако, как признают сами разработчики, производственная база для будущих микросхем будет искаться не в Европе, а на Тайване. Вероятнее всего, первыми областями применения UltraRAM станут встраиваемые массивы памяти для процессоров и контроллеров. Стоит отметить, что QuInAs Technology — очень молодой игрок. Компания была основана зимой 2023 года специально для вывода технологии в промышленность. Ее дебют на августовском саммите Flash Memory Summit 2023 оказался триумфальным: стартап получил награду как «Самый инновационный стартап в области флеш-памяти». Интерес к разработке проявили представители крупных технологических корпораций, которых привлекла именно энергоэффективность новинки. Появление коммерчески доступной UltraRAM способно кардинально изменить архитектуру современных вычислительных систем. Объединение скорости DRAM с энергонезависимостью и долговечностью 3D NAND в одном чипе открывает путь к созданию принципиально новых процессоров и контроллеров. Это снизит энергопотребление, повысит производительность мобильных устройств и позволит отказаться от сложной иерархической структуры памяти, что станет настоящим прорывом для всей полупроводниковой индустрии.