Diese Woche haben wir uns getroffen QuInAs-Technologie. Dieses kürzlich gegründete Unternehmen wurde aus der Physikabteilung der Lancaster University ausgegliedert, um UltraRAM weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren. Die tatsächlichen UltraRAM-Speicherchips durften wir zum ersten Mal in einem Testfahrzeug im Labor des Unternehmens an der Lancaster University in Lancaster, Lancashire, England, sehen.
Diese potenziell bahnbrechende Technologie soll die Nichtflüchtigkeit von Flash-Speicher mit schnelleren Geschwindigkeiten als DRAM verbinden. Der Speicher speichert die Daten auch dann, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, und das Unternehmen gibt an, dass er mindestens 4.000-mal langlebiger als NAND ist und Daten über 1.000 Jahre lang speichern kann. Es ist außerdem so konzipiert, dass es nur ein Zehntel der Latenzzeit von DRAM aufweist und energieeffizienter ist (um den Faktor 100) als DRAM, das auf einem ähnlichen Knoten hergestellt wird, was das Interesse von Branchengrößen wie Meta weckt.
Das letzte Mal, dass wir über UltraRAM berichteten, war im Januar 2022. Seitdem hat die QuInAs-Technologie den neuen Speicher kontinuierlich weiterentwickelt, verfeinert und getestet. Die größten Veränderungen haben sich in den letzten Monaten jedoch auf der geschäftlichen Seite ergeben – was für jedes Startup, das seine Technologie auf den Markt bringen möchte, von entscheidender Bedeutung ist.
Lancaster Labs-Tour
Wir bekamen einen Rundgang durch das UltraRAM-Labor, um aus erster Hand einen Blick auf die Halbleiterausrüstung der Physikabteilung zu werfen, die verschiedenen im Labor verfügbaren Herstellungstechniken zu besprechen und die Fähigkeiten und Grenzen der Ausrüstung zu besprechen. Außerdem wurde uns ein funktionierender Prototyp des Speichers auf einem Testfahrzeug gezeigt.
Die beste im Labor verfügbare Technologie wird den Forschern dabei helfen, UltraRAM-Geräte mit Strukturen von nur 20 nm zu entwickeln. Bis zu diesem Punkt wird es in den nächsten Monaten Fortschritte geben, und in Kürze werden einige teure neue Test- und Verifizierungsgeräte eintreffen, um die UltraRAM-Skalierungsbemühungen zu bewerten.
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Ein weiterer wichtiger Teil der Labortour war die Betrachtung einer Technologie, die für das einzigartige Angebot von UltraRAM von zentraler Bedeutung ist. Wir haben uns das angeschaut MBE (Molecular Beam Epitaxy)-Gerät, das die für die UltraRAM-Technologie erforderlichen Halbleiterschichten (GaSb, InAs und AlSb) präzise abscheidet.
Die Technologie hinter UltraRAM
Eine Triple-Barriere-Resonant-Tunneling-Struktur (TBRT) ist der Schlüssel zu den Fortschritten von UltraRAM. Diese hochohmige Struktur spielt eine ähnliche Rolle wie die Oxidschicht von Flash-NAND, kann aber laut dem Team der Lancaster University die Datenspeicherung für mehr als 1.000 Jahre ermöglichen.
UltraRAM ist ein ladungsbasierter Speicher, der wie Flash-NAND ein Floating Gate verwendet. Ebenso wie beim Flash wird der Ladezustand des Floating Gates zerstörungsfrei durch Messung der Leitfähigkeit eines darunter liegenden „Kanals“ abgelesen. Im Gegensatz zu Flash nutzt sich UltraRAM jedoch aufgrund seiner TBRT-Struktur während Programmier- und Löschzyklen nicht ab.
Dies ist ein wichtiges Kriterium für die Haltbarkeitsaussage von 10 Millionen Schreib-/Löschzyklen, und die Forscher hinter UltraRAM sind zuversichtlich genug, um zu behaupten, dass diese Haltbarkeitsschätzung bei zukünftigen Tests voraussichtlich nach oben korrigiert wird. In der Zwischenzeit könnte es bei Mainstream-TLC-3D-NAND nach einiger Zeit zu einer Gate-Verschlechterung kommen einige Tausend schreibt.
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Eine weitere wichtige Behauptung von UltraRAM ist, dass das Floating Gate „extrem schnell und mit sehr wenig Energie“ geschaltet werden kann. Auch diese attraktiven Eigenschaften sind auf das quantenmechanische Phänomen des resonanten Tunnelns zurückzuführen. Zu den Vorteilen gehört angeblich die 100-mal geringere Schaltenergie von UltraRAM als DRAM auf demselben Knoten (1.000-mal niedriger als bei NAND). Darüber hinaus behaupteten die UltraRAM-Forscher, dass die neue Speichertechnologie voraussichtlich Schreibvorgänge von 1 ns ermöglichen soll, was etwa zehnmal schneller als DRAM ist.
Business-Booster
Zwei große Ereignisse haben dazu beigetragen, dass QuInAs zuversichtlicher hinsichtlich des späteren kommerziellen Erfolgs von UltraRAM ist. Erstens, beim Flash Memory Summit im August, UltraRAM hat eine Auszeichnung gewonnen für das „Innovativste Flash-Speicher-Startup“. Wir hörten, dass sich auf der Veranstaltung in Santa Clara auch Meta (Facebook) für die Zukunft der Technologie interessierte und sich besonders für die Energiesparansprüche des britischen Speicher-Startups interessierte.
Zweitens hat QuInAs durch einen ICURe Exploit-Zuschuss von erhebliche finanzielle Unterstützung erhalten Innovieren Sie Großbritannien. Der vollständige Finanzierungsgewinn wird in Kürze von QuInAs bekannt gegeben, wir wissen jedoch, dass er für den Nachweis der kommerziellen Realisierbarkeit und Spitzenwissenschaft im Rahmen eines intensiven sechsmonatigen Programms vergeben wurde.
Nachdem die Finanzierung genehmigt wurde, verpflichten sich die UltraRAM-Entwickler zu Folgendem:
- Testen von UltraRAM-Geräten im Nanometerbereich, um die Behauptungen hinsichtlich Leistung, Effizienz und Haltbarkeit weiter zu untermauern.
- Zusammenarbeit mit Investoren und Übergang zur Kleinserienproduktion.
Mit der Gründung von QuInAs sind in den letzten Monaten sicherlich die Räder des Geschäfts in Bewegung gekommen. Darüber hinaus fand Anfang dieses Monats eine von der Regierung geförderte Ausstellung im britischen Pavillon statt SEMICON Taiwan 2023 war nützlich für Gespräche mit potenziellen Technologie- und Fertigungspartnern. Aus unseren Gesprächen mit QuInAs haben wir herausgefunden, dass sie möglicherweise Produktionspartner in Taiwan statt in Europa finden (IMEC, Belgien).
Wie geht es mit der UltraRAM- und QuInAs-Technologie weiter?
QuInAs ist dabei, einen Einjahresplan aufzulegen, der den erklärten Finanzierungszielen sowohl des technischen als auch des kommerziellen Fortschritts entspricht.
Bessere Testmaschinen sind auf dem Weg, um bei wichtigen Prozessskalierungs- und Verfeinerungsschritten zu helfen. Darüber hinaus, IIT Roorkee in Indien wird als Partner zusammenarbeiten, um die UltraRAM-Leistung in größeren Kontexten zu modellieren. Diese Zusammenarbeit soll dazu beitragen, die Technologie weiterzuentwickeln und ihr volles Potenzial auszuschöpfen.
Wie bei allen neuen Speichertechnologien werden sich die Herausforderungen, den neuen Speicher wirtschaftlich in Großserie herzustellen, als zentrale Hürde erweisen. Beim Thema der ersten Märkte für UltraRAM lässt QuInAs Technology vorerst Optionen offen, da die bevorstehenden Arbeiten ein klareres Licht auf Stärken und mögliche Schwächen werfen werden. Es scheint, dass, wenn alles nach Plan läuft, die ersten kleinen Produktionsläufe auf die Spitze der Speicherpyramide ausgerichtet werden, da dies das lukrativste Segment ist, das es zu adressieren gilt.