Энергонезависимая память на углеродных нанотрубках проходит заводские испытания

Углеродные трубки несут с собой массу интересных возможностей для микроэлектроники. Они выдерживают высокие токи, обеспечивают электронам максимальную мобильность и даже проявляют свойства, пригодные для создания квантовых компьютеров. Главная проблема, которая стоит на пути коммерческого внедрения углеродных трубок — это сочетание традиционных техпроцессов и материалов с углеродным наноматериалом. Раствор с нанотрубками должен намертво приклеиться к подложке и не оказаться смытым в процессе травления или в ходе других операций с кремниевой пластиной, а также выдержать череду обжигов пластины по мере её обработки. Именно этими проблемами — совместимостью составов с углеродными нанотрубками применительно к КМОП-техпроцессу — занимается с 2001 года компания Nantero.

Но Nantero создаёт не «голый» техпроцесс. В компании предложили вариант энергонезависимой памяти, один из ключевых элементов которой состоит из углеродных нанотрубок. Тонкий слой из нанотрубок под воздействием управляющего напряжения может менять сопротивление от нуля до бесконечности. Минимальное сопротивление обеспечивается контактами нанотрубок между собой и управляющими электродами, тогда под воздействием внешнего импульса контакт разрывается и сопротивление скачком увеличивается. Подобная механика обещает беспрецедентную надёжность ячейки памяти NRAM. Устойчивость современной памяти NAND флеш к износу в лучшем случае достигает 30-40 тысяч циклов стирания. Память NRAM обещает выдержать до 10¹² циклов перезаписи. В нашем понимании — это вечность.

Каковы перспективы? По словам разработчика, память NRAM проходит разные циклы заводских испытаний на семи заводах двух из пяти крупнейших производителей полупроводников. В принципе, это может в какой-то мере обещать выход нового типа памяти в обозримом будущем. Разработчик собирается лицензировать технологию выпуска NRAM, что откроет путь к массовому появлению новинки. Параллельно компания Nantero изучает варианты по уплотнению массивов памяти на углеродных нанотрубках, включая создание ячейки NRAM с записью нескольких бит данных (по аналогии с NAND MLC), а также прорабатывает производство монолитных 3D-структур NRAM (типа 3D NAND).

Ячейки на углеродных нанотрубках не только устойчивы к износу в процессе перезаписи, но и равнодушны к жёстким условиям окружающей среды. Холод, жара, радиация — всё это и многое другое не сможет разрушить микросхему памяти NRAM. Сообщается, например, о выносе микросхем NRAM в открытый космос в ходе одной из миссий шаттла «Атлантис». Если верить источнику, после этого память NRAM осталась работоспособной.