Исследователи из Royal Philips Electronics утверждают, что они нашли материал, позволяющий заменить существующие типы компьютерной памяти, применив технологию, которая изучается уже много лет.

Тонкий слой сурьмы и теллура может использоваться для создания памяти на основе фазового перехода, которая работает примерно так же, как диски CD и DVD. Лазерный луч направляется на микроскопическую точку на поверхности материала и отражается от нее. Отражение получается разным в зависимости от того, в каком состоянии находятся молекулы в данной точке: аморфном или кристаллическом. Тот или иной тип отражения кодирует логический ноль или единицу.

Если данный материал получит коммерческое распространение, то изготовленные из него микросхемы смогут заменить микросхемы DRAM (применяемые для временного хранения данных в компьютерах), флэш-память (постоянные запоминающие устройства для сотовых телефонов и т. п.) или жесткие диски - в зависимости от способа работы готового устройства и его применения в компьютерах.

Проблема заключалась в том, чтобы научиться изменять аморфное состояние бита на кристаллическое. Обычно материалы для фазового перехода необходимо нагревать до нескольких сотен градусов за несколько секунд (при этом требуется много электроэнергии), предотвращая при этом переключение смежных ячеек памяти. Например, устройство IBM Millipede записывает данные, нагревая тысячи микроскопических шипов до 300ºС.

Elpida Memory, Intel и другие компании много лет экспериментировали с Ovonic Unified Memory, другим типом памяти на основе фазового перехода. Еще в 1970 году Гордон Мур, автор закона Мура, предсказал этой технологии большое будущее, но пока никто не производит такую память в массовых масштабах.

Philips утверждает, что ее материал с присадками из сурьмы и теллура может переходить из одной фазы в другую под действием напряжения 0,7 В, что значительно ниже, чем напряжение, необходимое для работы кремниевых транзисторов. В прототипе фазовый переход происходит довольно быстро - за 30 нс.

Исследователи во всем мире занимаются поисками материалов и структур, которые позволили бы вырваться из беличьего колеса закона Мура. Отказавшись от технологии микросхем на основе кремния, компании надеются снизить стоимость производства, получив при этом чипы, которые будут работать быстрее, потреблять меньше энергии и занимать меньше места. Ожидается, что устройства на основе этих новых материалов появятся в ближайшие два десятилетия; однако пока нет гарантии, что какие-то из них станут производиться в массовых масштабах.

Более подробная информация будет опубликована в апрельском номере журнала Nature Materials.

Сотрудник Philips измеряет быстродействие микросхемы памяти на основе
фазового перехода

Дизайн и поддержка: Silicon Taiga

Обратиться по техническим вопросам