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TU/e spricht von Durchbruch für MRAMs

Universal RAM statt SRAM/DRAM/Flash?

1. April 2016, 9:41 Uhr | Erich Schenk

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Technische Machbarkeit

Robert Herth, Senior BDM Storage Solutions bei MSC Technologies, der seit vielen Jahren das Thema MRAM, FRAM und RRAM neben den derzeit dominierenden Speichertypen wie SRAM, DRAM, NAND- und NOR-Flash verfolgt, ist "gespannt, wann es wirklich welchen Durchbruch geben wird". MRAM könne eine Lösung auch für den Massenmarkt sein, werde sich aber nur dann durchsetzen, wenn nicht nur die Faktoren "schnell wie SRAM" und "Speicherdichte wie Flash" mit gleichzeitig niedrigen Herstellkosten passen, "sondern auch Aspekte wie eine geringe Verlustleistung, hohe Kapazität, Latency und ganz wichtig: die Lebensdauer stimmen". Für mindestens einen Zeitraum von drei Jahren sei im Memory-Business keine gravierende Änderung zu erwarten: "Für die nächsten fünf bis zehn Jahre reden wir von einem Siegeszug der Flash in Gestalt von 3D-NAND, egal ob 3D-MLC oder 3D-TLC."

Zudem laufe die Planar-Technologie (also 2D-NAND mit 15 oder 16 nm) die nächsten Jahre parallel weiter. Einen weiteren Shrink werde es wohl nicht geben, weil das zu teuer sei und/oder man hier an die physikalischen Grenzen stoße. Ein Pluspunkt von 3D-Flash sei zudem die höhere Lebensdauer bei weniger Verlustleistung, was dem Anforderungsprofil seitens der Industrie einschließlich Enterprise entspreche. Herths Blick in die Glaskugel: "MRAM hat in der Zukunft das Potenzial, DRAM zu bedrängen, und RRAM könnte frühestens in fünf Jahren die jetzige Flash-Technologie angreifen." Tritt dies ein, wäre MRAM nicht der universelle Speichertyp, der alle bisherigen ablöst.

Die Aspekte wie "schnell, hohe Speicherdichte und niedriger Preis" seien zwar wichtig für den Markterfolg, "aber es gibt im Speicherbusiness noch andere, entscheidende Kriterien wie Endurance und Retention, also Schreib-/Lesezyklen und Datenerhalt", führt Ulrich Brandt an, Director Marketing bei Swissbit. So gibt es bei DRAM keinen Verschleiß, hingegen ist bei Flash die Zahl der Schreib-/Lesezyklen limitiert. Bei MRAM bestehe immerhin die "Hoffung, dass es keinen Verschleiß gibt".

Beim Kriterium Retention wäre zu beachten, wie sich MRAM bei schwankenden Temperaturen und magnetischen Einflüssen verhalte; zu überprüfen wäre auch, ob der Datenerhalt ggf. nur ein paar Monate gewährleistet sei, was wiederum ständige Stromzufuhr erforderte. Im Artikel der Zeitschrift Nature sei erst mal nur die technische Machbarkeit beschrieben, weshalb man schon aus diesem Grund mit Sicherheit noch ein paar Jahre bis zur Marktreife warten müsse. Fertigungstechnisch müsste bestimmt auch noch das eine oder andere Hindernis beiseite geräumt werden. So würde eine niedrige Ausbeute den Preis in die Höhe schnellen lassen. Und um preislich etwa mit 3D-V-NAND konkurrieren und um hohe Speicherkapazitäten bereitstellen zu können, sei eine 3D-Struktur von MRAM mit Shrink zu kleinen Strukturen erforderlich. Zudem müsse angesichts der bei MRAM verwendeten "exotischen Materialien" geprüft werden, ob sich die in den Silizium-Prozess einbinden ließen. Bei 3D-Memory werden bei der Fertigung anfangs hohe und dann niedrige Temperaturen durchlaufen, und die müsse dann auch MRAM vertragen können, wolle man einen durchgängigen Fertigungspozess.