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Weebit entwickelt SiOx-ReRAMs

Flash-Speicher ablösen, KI ermöglichen

21. Februar 2019, 14:25 Uhr | Heinz Arnold

Coby Hanoch, Weebit: »Ich bin mir sicher, dass die neuen Speichertypen über die nächsten Jahre rasant wachsen und weithin Akzeptanz finden werden.«

Eine besondere nichtflüchtige Speichertechnik hat Weebit entwickelt: Weil sie skalierbar, CMOS-kompatibel und damit kostengünstig ist, hätte sie laut CEO Coby Hanoch das Potenzial, schon bald Flash-Speicher abzulösen – zunächst als On-Chip-Speicher.

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Zudem eigne sich die Technik besonders für den Einsatz auf KI-Chips, könne also neue Märkte erschließen.

Markt&Technik: Wie funktioniert die Speicherzelle auf Basis von SiOx grundsätzlich?

Coby Hanoch: Wir legen einen sehr kurzen Spannungsstoß an die Elektroden an, zwischen denen sich das SiOx befindet. Dadurch entstehen zwischen Anode und Kathode kleine Filamente, die wir als „Oxigen Vacancies“ bezeichnen. Legen wir eine Spannung umgekehrter Polarität an, werden die Filamente zerstört und der Widerstandswert der SiOx-Schicht steigt.

Wenn das an sich bekannte SiOx zur Formierung von nichtflüchtigen Speicherelementen verwendet wird, um wie viel komplexer wird der Fertigungsprozess und wie übersetzt sich das in Fertigbarkeit und Kosten?

Das ist einer der großen Vorteile der Technik von Weebit: Wir profitieren von mehr als einem halben Jahrhundert an Fertigungserfahrung. Wir haben ausprobiert, wie sich SiOx-ReRAM-Zellen auf unterschiedlichen Maschinen in unterschiedlichen Fabs herstellen lassen und wie zuverlässig die Prozesse jeweils sind. Glücklicherweise sind wir dabei auf keinerlei Probleme gestoßen. Es sind lediglich zwei bis vier zusätzliche Maskenschritte erforderlich. Gemessen an anderen Prozesstechniken, die zur Fertigung von anderen Speichertypen erforderlich sind, fällt das kaum ins Gewicht.

Viele alternative nichtflüchtige Speichertechniken leiden darunter, dass die Speicherzellen sich nicht genügend vorhersehbar, wiederholbar und zuverlässig zu verhalten …

… was leider häufig genug stimmt. Wir haben viele Speichertechniken mit neuen, eher exotischen Materialien gesehen. Diese noch relativ unbekannten Materialien haben immer wieder für unliebsame Überraschungen gesorgt. Häufig sind sie nur schwer in den CMOS-Prozess zu integrieren und die darauf basierenden Speicher-ICs haben schnell ihre Grenzen erreicht, etwa was Zuverlässigkeit, Speicherkapzitäten und die Kosten angeht.

Diese Begrenzungen gibt es mit den SiOx-ReRAMs nicht?

Eben weil es sich um ein Standardmaterial handelt, ist der Spielraum für unliebsame Überraschungen gering. Wir wissen, was in dem Material abläuft und wie es sich verhält. Damit unterscheiden sie sich von vielen anderen Resistive RAMs.

Was aus Ihrer Perspektive nicht überraschend zu hören ist …

… aber nachweisbar. Denn wir sind nach drei Jahren auf einem Stand, den andere ehemalige Startups nach sieben oder sogar zwölf Jahren noch nicht erreicht haben – und das mit einem um Größenordnungen geringerem Investitionsvolumen.

Bisher wurde noch jeder nichtflüchtigen neuen Technologie in euphorischen Phasen vorhergesagt, Flash-Speicher in wenigen Jahren abzulösen. Was ist jetzt anders?

Was nicht abzusehen war, ist der Aufstieg der 3D-NAND-Flash-ICs. Diese Technik hatte die Flash-Katastrophe erst einmal abgewendet und das Leben der Flash-Technologie noch einmal verlängert. Außerdem investieren die Hersteller mehr in Flash als in irgendeine andere Halbleitertechnik, um sie vorerst weiter am Leben zu halten. Die Betonung liegt aber auf „vorerst“. Denn auch auf Basis von 3D ist die Technik ziemlich ausgereizt. Ich bin mir sicher, dass die neuen Speichertypen über die nächsten Jahre rasant wachsen werden und weithin Akzeptanz finden werden.