CC BY
167Компоненты и технологии, № 4'2004
Сравнение новых технологий
энергонезависимой памяти
Новейшие технологии энергонезависимой памяти уже вторглись в области применения, где много лет доминируют Flash, SRAM и DRAM. Предлагаем проанализировать, какая из них имеет наибольшие шансы успешно конкурировать с массовыми типами памяти и вытеснить их со временем.
Илья Зайцев
Нет необходимости доказывать, что неспособность сохранять информацию после выключения питания сделала бы практически бесполезными миллиарды электронных приборов, будь то компьютер, сотовый телефон, автомобильный электронный прибор, любой промышленный контроллер — их функциональность определяется содержимым энергонезависимой памяти. Подавляющее число электронных приборов сегодня используют в качестве энергонезависимой памяти Flash. В компьютере она управляет загрузкой и обеспечивает взаимодействие большинства узлов. В сотовом телефоне Flash-память хранит программы, настройки, телефонную книжку...
Наряду с энергонезависимостью, главным свойством Flash-памяти является программируемость — способность к многократному изменению хранимой информации. Операция записи в Flash-память сравнительно сложна, количество циклов модификации данных не превышает 1 миллион, а для большинства компонентов Flash это десятки или сотни тысяч циклов. Может показаться, что это большое число, однако, его достаточно лишь для устройств со сравнительно редким изменением данных — несколько раз в день — как, например, в мобильных телефонах или переносных накопителях данных. Использование Flash-памяти, например, в качестве основной памяти компьютера привело бы ее в негодность максимум за неделю. Да и по скорости записи Flash-память слишком медленна для оперативных данных.
Текущее состояние
Появление и развитие технологии Flash на рубеже 90-х годов вытеснило доминирующие тогда PROM, UF-EPROM, EPROM. А сейчас технология Flash, по оценкам многих специалистов, подходит к пределу физических возможностей. Ее развитие происходит в основном в области усовершенствования структуры ячейки и революции не предвидится. По некоторым оценкам, к 2008-2010 году работы по развитию остановятся, и объем производства Flash-памяти станет падать. Главной причиной
этого станет распространение новейших технологий, отличных от Flash и предлагающих, наряду с энергонезависимостью, алгоритм и скорость работы RAM. В последние годы Flash испытывает ощутимый натиск с их стороны.
Вторым наиболее массовым типом памяти является DRAM (Dynamic Random Access Memory). Объем производства Flash и DRAM составляет примерно 15% всего рынка полупроводников. В денежном выражении в 2003 году это составило около $25 млрд (по данным International Data Corp. на ноябрь 2003 года). Технология, которая реально сможет вытеснить Flash и предоставит быстродействие DRAM, принесет большие дивиденды своим владельцам. Поэтому усилия в развитие новых технологий энергонезависимой памяти вкладываются немалые.
Физические принципы, на которых они основываются, существенно отличаются как от тех, что используются в технологии Flash, так и между собой. Ферроэлектрическая память (FRAM — Ferroelectric Random Access Memory) хранит информацию в электрически поляризованном материале. Магниторезистивная память (MRAM — Magnetoresistive Random Access Memory) — в магнитных диполях. Память OUM (Ovonic Unified Memory, названа по имени компании-разработчика Ovonix Inc.) в аморфном или кристаллическом состояниях халь-когенидного сплава. Свойства каждой из новых технологий теоретически позволяют использовать память на их основе вместо Flash, DRAM и SRAM одновременно. Именно эти технологии являются наиболее вероятными и перспективными преемниками наиболее распространенных типов запоминающих устройств в ближайшее десятилетие.
Они превосходят Flash по двум основным критериям. Во-первых, алгоритм обращения к памяти и в циклах чтения, и в циклах записи столь же простой и быстрый, как и в стандартной SRAM. А во-вторых, ресурс количества циклов модификации данных хотя и не бесконечен, как у статической или динамической памяти, но достаточен для работы в течение многих лет.
Сегодня еще нельзя сделать однозначный вывод о том, какая технология победит и станет «главным»
e
Компоненты и технологии, № 4'2004
типом памяти. На основе опубликованной информации мы можем лишь сравнить преимущества и недостатки технологий, сделать предварительную оценку перспективности компонентов на их основе. Претенденты находятся на разных стадиях. Впереди сегодня находится FRAM — компоненты по этой технологии производятся уже более десяти лет. MRAM должна появиться на рынке в этом году. Временные рамки реального появления памяти OUM оценить пока трудно. Компания Ovonix, разработчик технологии, уже несколько раз демонстрировала прототипы запоминающих устройств совместно со стратегическими партнерами Intel, BAE Systems (бывший Lockheed Martin) и STMicroelectronics. Но эффективно проводит внедрение в производство пока только BAE Systems и обещает предоставить образцы предсерийных продуктов в середине 2005 года.
Как работает энергонезависимая память
• Flash. Она же электрически стираемая и программируемая память только для чтения.
Физическую основу технологии Flash составляет «плавающий» затвор МОП-транзи-стора, находящийся между управляющим затвором и каналом сток-исток (см. рис. 1). Если в плавающем затворе нет свободных электронов, то напряжение, приложенное к управляющему затвору, откроет канал транзистора, что интерпретируется как логическая «1». Когда в плавающем затворе много свободных электронов, приложенное к управляющему затвору напряжение не способно открыть канал, транзистор остается выключенным, и считывается логический «0». Плавающий затвор изолирован с двух сторон: слоем оксида от управляющего затвора и слоем «туннелированного» оксида от канала сток-исток. Окислы предотвращают диффузию электронов из плавающего затвора, тем самым обеспечивая сохранность данных в ячейке при энергонезависимом хранении в течение длительного времени.
Операция чтения ячейки Flash-памяти проста — проверяется, открывается ли транзистор напряжением, приложенным к управляющему затвору. Запись значительно сложнее и проводится в два этапа.
Во-первых, проводится поблочное «стирание» информации — плавающий затвор разряжают высоким обратным напряжением. Электроны, возможно находящиеся в затворе, удаляются в область истока. Стирание производится сразу над целым блоком, в котором могут быть тысячи ячеек.
На втором этапе, также с помощью высокого напряжения, электроны эмитируются (или нет — если записывается «1») из канала через слой окисла в плавающий затвор. Этот процесс называют инжекцией «горячих носителей».
Электроны, проходящие через слой туннелированного оксида, разрушают его с каждой операцией стирания-записи. Постепенно туннелированный оксид превращается в ди-
управляющим затвор плавающий затвор битовая линия
управляющий затвор изолирующий окисел плавающий затвор захваченные электроны туннельный окисел
Рис. 1. Flash основана на плавающем затворе.
Ячейка Flash-памяти представляет собой модифицированный МОП-транзистор. Модификация заключается в том, что между управляющим затвором и каналом помещен дополнительный, «плавающий» затвор и слой туннельного окисла под ним.
При записи электроны, под действием высокого напряжения (обычно 12 В), инжектируются через туннельный оксид в область плавающего затвора и захватываются им. При стирании, также под действием высокого напряжения, но обратной полярности, электроны удаляются из плавающего затвора обратно тем же путем.
При чтении на линию слова подается управляющий потенциал и проверяется наличие тока через сток в битовую линию. Если в плавающем затворе есть захваченные электроны, потенциал управляющего затвора (линии слова) экранируется ими, транзистор остается закрытым, и регистрируется логический «0». Если плавающий затвор свободен от электронов, транзистор открывается и на битовой линии регистрируется логическая «1»
► MRAM работает на магнитных доменах
Северный
полюс
Северный
полюс
i Магнитное Г поле
_ Полярность ферромагнитных доменов
Ферромагнитный Южный
Южный
полюс
■ магнито-мягкий ферромагнетик
□ магниторезистивный материал
□ постоянный ферромагнетик
Рис. 2. МММ работает на магнитных доменах.
Магниторезистивная память с произвольным доступом (МВДМ) использует ферромагнетизм для хранения данных. Каждый атом ферромагнитного материала представляет собой микромагнит. Магнитомягкий ферромагнетик может менять вектор намагниченности под действием внешнего магнитного поля и сохранять его очень долго. Постоянный ферромагнетик сохраняет вектор магнитного поля вне зависимости от внешних полей. В ячейке МОДМ ферромагнитные слои разделены магниторезистивным материалом, имеющим разное электрическое сопротивление при совпадающих или разнонаправленных векторах полей ферромагнетиков. При чтении измеряется сопротивление туннельного перехода. Если векторы полей ферромагнитных доменов параллельны, то сопротивление не велико и это интерпретируется как двоичная «1». Когда векторы антипараллельны, сопротивление перехода увеличивается на 40-50%, и это обозначает «0».
Для записи в ячейку необходимо намагнитить магнитомягкий слой внешним магнитным полем.
Для этого по битовой линии пропускают ток. Направление намагниченности задается направлением тока
электрик с очень низкой проницаемостью, и запись «0» становится невозможной. Выносливости современных материалов, применяемых для создания надканального окисла, хватает не более чем на 1 миллион циклов.
• МИАМ. Магниторезистивная память.
Принцип работы МЯЛМ базируется на различной проводимости магниторезистивного материала, помещенного между ферромагнетиками с одинаковой или разной ориентацией магнитных моментов (см. рис. 2). Если направления магнитных полей слоев ферромагнетика совпадают, то сопротивление магниторезистивного материала невелико, что интерпретируется как логическая «1». При противоположных магнитных моментах его сопротивление существенно больше, и это обозначает логический «0». Ячейка
МЯЛМ заключена между перекрещивающимися проводниками словных и битовых линий и похожа на сэндвич: состоит из жесткого и мягкого ферромагнетиков, разделенных магниторезистивным материалом.
При записи по битовому проводнику пропускают постоянный ток, магнитное поле которого намагничивает мягкий ферромагнетик. Его результирующий магнитный момент зависит от направления пропускаемого тока. Чтобы компенсировать влияние поля нижнего жесткого ферромагнетика на мягкий при записи, по словному проводнику также пропускают постоянный ток, магнитное поле которого противоположно полю постоянного ферромагнетика.
При чтении на словную линию подают напряжение считывания и сравнивают с образ---------------------------------- 67
e
Компоненты и технологии, № 4'2004
Программируемая область (поли кристаллическая или аморфная)
PN-диод
Рис. 3. ОиМ запоминает, когда остывает. Универсальная память от Оуотх (ОиМ) основана на уникальном свойстве халькогенидных сплавов — принимать два устойчивых состояния — аморфное или поликристаллическое — в зависимости от условий нагревания.
Нагрев сплава до 600°С приводит его в аморфное состояние. Если же сплав выдержать несколько дольше при более низкой температуре, он примет поликристаллическую фазу.
В аморфном и поликристаллическом состоянии сплав имеет существенно различающееся электрическое сопротивление.
Величина сопротивления используется для регистрации «0» или «1» при чтении
Битова линия
конденсаторе ( ферроэлектрическим 1 диэлектриком
г ч___Затвор
Словная г
(байтовая) Исток Сток
линия
Рис. 4. РВДМ хранит информацию в поляризованных ферроэлектриках.
Работа ферроэлектрической памяти с произвольным доступом (РВДМ) основана на способности ферроэлектрических конденсаторов сохранять заряд очень долго — более 10 лет без потребности в регенерации.
В остальном РВДМ работает почти так же, какдинамическая память (ЭкЛМ). Полярность заряда конденсатора интерпретируется какдвоичная информация — «0» или «1».
При чтении напряжение считывания прикладывается между словной и битовой линиями, затем на шину питания ячеек подается короткий импульс. Если полярность заряда конденсатора совпадает с полярностью напряжения, приложенного между линиями слова и бита, то на битовую линию проходит импульс тока очень небольшой величины, обозначающий логический «0». Если полярности противоположны, импульс тока существенно больше, что интерпретируется как логическая «1»
цовым источником ток, проходящий через каждую ячейку на битовой линии.
• OUM. Универсальная память от Ovonix.
В основе OUM лежит изменение при нагреве фазового состояния халькогенидного сплава (сплав германия, селена и теллура). При нагреве до 600 °С в течение нескольких десятков наносекунд халькогенид приобретает аморфное высокоомное состояние (около 100 кОм). Если же его выдержать при более низкой температуре в течение многих десятков наносекунд, материал кристаллизуется и приобретает сопротивление порядка 1 кОм.
Управляемое фазовое состояние халькоге-нидов уже много лет используется в CD-R/W, DVD-RAM и DVD-R/W. И теперь пришла очередь внедрения в интегральные устройства. В компакт-дисках нагрев сплава производит луч лазера. Для интегральной схемы этот способ неприменим. Ячейка OUM (см. рис. 3) построена из кристаллического халькогенида с низким омическим сопротивлением и соединенного с ним резистивного нагревателя. При записи по цепи «резистор — кристалл» пропускают импульсный ток около 1 мА. В точке соединения под воздействием температуры образуется область с зависимым от силы тока и длительности импульса фазовым состоянием. В процессе чтения, так же как в MRAM, сравнивается сопротивление цепи «резистор — кристаллический халькогенид» относительно образца.
• FRAM. Память на ферроэлектрических
конденсаторах.
Архитектурно ячейка FRAM построена так же, как в динамической памяти, — это пара «транзистор — конденсатор» (см. рис. 4). Но в качестве диэлектрика конденсатора в ячейке FRAM используется ферроэлектри-ческий материал. Когда к обкладкам конденсатора приложено постоянное напряжение, ферроэлектрик поляризуется очень быстро (около 1 наносекунды) и, после снятия напряжения, сохраняет поляризацию очень долго.
Полярность заряда конденсатора определяет логические «0» или «1». При чтении ко всем ячейкам байта (слова) прикладывается напряжение одинаковой полярности, и измеряется ток. Наличие или отсутствие тока при чтении интерпретируется как двоичная информация. Чтение FRAM-ячейки разрушает данные, поэтому после идентификации значения автоматически включается цикл регенерации для ячеек, энергия на реполяризацию которых затрачивалась. Механизм регенерации полностью скрыт. Контроллеру, обращающемуся к памяти, достаточно выполнять алгоритм, аналогичный обращению к SRAM, и выдерживать временные диаграммы, специфицированные в описании FRAM-компонента. Крайне малые значения тока утечки и емкости конденсаторов делают FRAM самой экономичной технологией по энергопотреблению.
Чем они отличаются. Преимущества и недостатки
Все три представленные новые технологии обеспечивают реальное (без необходимости
в резервном питании) длительное энергонезависимое хранение данных и простоту алгоритма обращения. С этой стороны они очень похожи. Но существенно различаются в производственном процессе и в некоторых особенностях эксплуатации.
Читателю, скорее всего, в большей степени интересны эксплуатационные и коммерческие свойства компонентов. Эти сведения сегодня доподлинно известны только о FRAM, доступной для широкого применения уже более десяти лет. MRAM и OUM пока еще нельзя достоверно оценить — даже компоненты MRAM, которые должны стать доступными в ближайшее время, мы вынуждены оценивать пока лишь теоретически. Но что ожидать от новой технологии мы можем предположить, зная профиль производителей, которые берутся за ее воплощение в доступные для применения компоненты. Например, Texas Instruments и Fujitsu, отдавшие предпочтение технологии FRAM, производят компоненты для очень многих областей применения, а концерн BAE Systems (ранее Lockheed Martin), внедряющий OUM, ориентирован на специальную технику для военного и космического применения. Соответственно стоимость и доступность памяти OUM в России будет существенно отличаться от широко доступной уже сейчас FRAM.
Процесс создания интегральных компонентов состоит из множества последовательных этапов. На каждом этапе с помощью масок формируются полупроводниковые, изолирующие или проводящие слои. Для современных сложных интегральных компонентов типовое количество этапов достигает 20-26 и более, их количество усложняет и удорожает производство.
Аналитики Texas Instruments изучили каждую из новых технологий, но выбор остановили на ферроэлектрической памяти. FRAM заинтересовала Texas Instruments для встраиваемых приложений, например, как внутренняя память программ контроллеров и сигнальных процессоров. Создание массива памяти FRAM на кристалле будущего контроллера или сигнального процессора требует всего две дополнительные маски, в то время как MRAM — четыре (см. табл. 1). Кроме того, к моменту принятия решения о выборе FRAM Ramtron и Fujitsu уже поставили около 100 миллионов компонентов FRAM емкостью до 256 кбит, отладили технологию производства и устранили множество проблем, стоявших на первых этапах существования FRAM. «Все, что мы хотели бы добавить, так это увеличить плотность» — так охарактеризовал решение в пользу FRAM вице-президент Texas Instruments по исследованиям и разработкам Дэнис Басс (Dennis Buss). И успешно воплотили в жизнь свое пожелание: совместно с Ramtron создали в ноябре 2002 года прототип FRAM емкостью 64 Мбит.
Сегодня Texas Instruments в качестве встроенной памяти использует Flash, требующую в производственном процессе от 6 до 8 дополнительных масок. Создание процессоров со встроенным массивом Flash-памяти в едином производственном цикле приводит
e
Компоненты и технологии, № 4'2004
Таблица 1. Сравнение обобщенных характеристик технологий энергонезависимой памяти
Параметр Flash FRAM (Ferroelectric RAM) MRAM OUM (Magnetoresistive (Ovonic Unified RAM) Memory)
Максимальный объем массива, Мб1 256 64 4
Размер ячейки2 8-10 ЧО-^ '0-20 5-8
Ресурс, циклов 10‘ W'* '0'4 '0'2
Напряжение чтения/записи, В 2/12 15/15 3,3/3,3 0.4/'.0
Скорость чтения/записи, нсек 20/10000 40/40 50/50 50/50
Требуемое в производстве количество масок 6-8 2 4 3-4
Производственный статус массовое производство массовое производство 2004 год 2005 год
Основные «действующие лица» AMD Intel Semiconductor Storage Technology Sharp Toshiba STMicroelectronics Ramtron Fujitsu Samsung Texas Instruments Infineon IBMInfineon Motorola NEC Toshiba Ovonix BAE Intel STMicroelectronics
1 — 1 Мб = 1024x1024 бит; 2 — в единицах, кратных площади типового соединения, проецированного на нижний уровень металлизации кристалла
Таблица 2. Сравнительные характеристики компонентов энергонезависимой памяти с произвольным доступом
Наименование, Объем Питание, Потребление Ресурс, Время
производитель массива, бит В active, мА standby, мкА циклов доступачтение/запись, нс
FM20L08 RAMTRON 128Kx8 3,3 20 '5 !0'‘ 25-55/25-55
FMm08 RAMTRON 32Kx8 3,3 '5 '5 !0'‘ 70/70
FM'608 RAMTRON 8Kx8 5,0 '5 20 'О'2 '20/'20
MR2A'6A MOTOROLA 256Kx'6 3,3 н.д. н.д. н.д. '5/'5
CY9C62256 CYPRESS 32Kx8 5,0 90 '50 'О'5 70/70
CY9C6264 CYPRESS 8Kx8 5,0 90 '50 'О'5 70/70
BAE Systems '28Kx8 3,3 60 '5000 'О8 50/'50
к уменьшению процента выхода годных и повышению стоимости производства. Поэтому в производстве контроллеров и процессоров Texas Instruments применяет готовые кристаллы Flash-памяти, устанавливаемые поверх кристалла контроллера или процессора. Применение технологии FRAM, по расчетам специалистов Texas Instruments, позволит создавать процессоры и контроллеры со встроенным массивом универсальной памяти в едином производственном цикле. Компоненты Texas Instruments со встроенным массивом FRAM появятся в 2005 году.
Fujitsu, также имеющая лицензию Ramtron на использование технологии FRAM для производства встраиваемой памяти, уже несколько лет поставляет контроллеры смарт-карт со встроенным массивом FRAM. Fujitsu является главным партнером Ramtron в производстве памяти как функционально законченных компонентов. Современное оборудование и система менеджмента качества мирового уровня на заводах Fujitsu позволяют Ramtron снизить издержки и поставлять высоконадежную память нового поколения, доступную для широкого применения.
OUM, так же как MRAM, требует для создания массива памяти больше двух масок — три или четыре. Но не это главная проблема. Среди главных проблем, препятствующих широкому внедрению халькогенидных микросхем, специалисты называют перегрев ячеек при высокой частоте циклов перезаписи, взаимное влияние ячеек и высокую токсичность используемых материалов. Вероятно, поэтому наибольшего успеха во внедрении OUM пока достигла только BAE Systems, обещающая к середине 2005 года выпустить пилотные партии компонентов для «нечеловеческих» условий — разработанные с применением технологии RAD750, микросхемы памяти будут выдерживать суммарное иони-
зирующее излучение до миллиона рад (Si) и предназначены для использования в космических условиях.
Выбор BAE Systems в пользу OUM был сделан еще и потому, что, во-первых, эта технология основана не на зарядовом способе хранения информации, чувствительном к ионизирующим воздействиям, а на активном сопротивлении. А во-вторых, она предоставляет существенную дифференциацию физических параметров, интерпретируемых как двоичная информация — сопротивление ячейки, хранящей «0» или «1», различается в 100 раз. Двоичные данные в технологии FRAM также существенно дифференцированы — ток, регистрируемый при чтении «0» и «1», различается на два-три порядка. Большее различие облегчает идентификацию данных чувствительными пороговыми элементами. Устойчивость FRAM к ионизирующим излучениям выше, чем у Flash, так как хранение информации основано не на свободных носителях заряда, но задача достичь такой радиационной стойкости, как OUM, пока не ставилась.
Успехи технологии MRAM позволили достигнуть только 40-50% различия в сопротивлении ячейки, хранящей «0» или «1». Кроме того, ячейка MRAM в большей степени подвержена влиянию внешнего магнитного поля, чем FRAM — влиянию электрического. Поэтому в конструкцию микросхемы MRAM необходимо вводить магнитный экран (технология, применяемая Motorola и Cypress). Выпускаемые сейчас компоненты FRAM испытываются на устойчивость к статическому разряду 4000 В по стандарту JEDEC A114-B (ESD, Human body model) и 300 В по стандарту JEDEC A115-A (ESD, Machine model).
Основные критерии, по которым память, основанная на рассматриваемых технологиях, относится к RAM, это: одинаковая длительность циклов записи и чтения, а также неогра-
ниченное количество циклов обращения. Компоненты MRAM и FRAM действительно обеспечивают одинаковое время доступа в операциях чтения и записи. Но OUM имеет несимметричную длительность циклов записи-чтения. На примере компонента, анонсированного BAE Systems, длительность цикла чтения составляет 50 нс, а записи — 150 нс.
Ресурс памяти рассматриваемых технологий по количеству циклов обращения также не одинаков. При операциях чтения OUM ресурс материала не исчерпывается — токи, тестирующие сопротивление ячейки, слишком малы, чтобы изменить фазовое состояние сплава. Испытания материалов по записи в ячейку OUM показывают возможно достижимую выносливость до 1012 циклов. Ресурс анонсированного компонента BAE Systems — 108 циклов записи. Чтение ячейки MRAM также можно считать не исчерпывающим ресурс — ток, проходящий через ферромагнетики не меняет уровень намагниченности жесткого и в незначительной степени влияет на мягкий. По количеству циклов записи в ячейку MRAM на сегодня достигнут порог в 1015 циклов. Впереди всех FRAM — 1016 и даже 1019 циклов. Однако чтение FRAM также исчерпывает ресурс, как и запись. Но, проведя несложные вычисления, можно убедиться, что обращение к одной и той же ячейке FRAM на максимальной скорости (доступные сейчас компоненты обеспечивают время доступа 70 нс и длительность цикла 130 нс) не исчерпает ее ресурс и за 40 лет.
Среди эксплуатационных характеристик не последнее место занимает энергопотребление. Несмотря на заявленную экономичность MRAM, компоненты, анонсированные Cypress (CY9C62256, CY9C6264), по предварительным описаниям, потребляют ток 90 мА в активном режиме и 150 мкА в режиме ожидания, а Motorola (MR2A16A) не документирует этот параметр. OUM также пока трудно отнести к экономным — 60 мА в активном режиме (потребление в циклах записи не документировано) и 15 мА в режиме ожидания. На их фоне FRAM выглядит более привлекательной для современных приложений — 20 мА в активном режиме (одинаковое потребление при записи и чтении) и 15 мкА в режиме ожидания (на примере FM20L08 128Кх8, которая ожидается в этом году). Очевидно, с развитием технологий MRAM и OUM в будущем удастся снизить потребление, но принцип чтения — измерение сопротивления — всегда будет требовать больших энергозатрат, чем распознавание процесса заряда ферроэлектрического конденсатора.
Выводы и заключение
О назревающей революции в области запоминающих устройств говорится уже несколько лет. По всей видимости, в ближайшие год-два мы все же станем свидетелями прорыва, который даст новые идеи в первую очередь разработчикам. На протяжении десятилетий инженеры привыкли разделять постоянную и оперативную информацию
e
Компоненты и технологии, № 4'2004
между разными компонентами, использовать разные алгоритмы манипуляции с ними. Теперь типовые решения должны быть переработаны. С распространением универсальной памяти открываются новые возможности для построения экономичных, малогабаритных и более надежных устройств.
На основании собранного материала автор заключает, что в ближайшие годы БИЛМ останется лидером среди трех наиболее перспективных технологий энергонезависимой памяти. Несколько оснований для такого вывода:
• Отработанная в течение многих лет технология, уже избавившаяся от «детских болезней».
• Признание производителями интегральных компонентов, и в еще большей степени их потребителями — производителями сложных готовых электронных приборов, подтвержденное многими десятками миллионов установленных БИЛМ.
• Невысокая стоимость производства и, как следствие, доступность для широкого применения.
• Отличные эксплуатационные и технические характеристики: низкое энергопотреб-
ление, высокое быстродействие и ресурс, устойчивость к жестким условиям эксплуатации. Все, что ограничивает до сих пор область применения БИЛМ — это небольшой максимальный объем и скорость, недостаточная для конкуренции с синхронной статической и динамической памятью. Успехи последних разработок позволяют предположить, что эти характеристики будут существенно улучшены в течение 2004-2005 года.
Ближайшим конкурентом БИЛМ будет МИЛМ. Кроме более высокого энергопотребления анонсированные компоненты МИЛМ имеют сходные характеристики, а по быстродействию превосходят доступные сейчас компоненты БИЛМ. Пока трудно судить об их стоимости, автору не удалось обнаружить сведения о возможном уровне цен компонентов, которые должны появиться в этом году.
В отличие от корпорации Иат^оп, сконцентрировавшей практически «в одних руках» сотни патентов на элементы технологии фер-роэлектрической памяти, работы по МИЛМ ведут несколько крупных разработчиков. Каждый из них владеет частью знаний и па-
тентов. Ряд производителей (NEC, Toshiba, Cypress, Infineon и др.) приобрели лицензии на внедрение технологии. Таким образом, можно ожидать, что компоненты MRAM от разных производителей будут иметь различающиеся характеристики. По крайней мере, первое время мировой объем производства компонентов MRAM будет разделен в силу высокой конкуренции между производителями, и это не благотворно скажется на уровне стоимости.
Политика лицензирования, проводимая Ramtron, предполагает использование технологии лицензиатами только для создания встроенных массивов памяти и невозможность поставки микросхем памяти как законченных функциональных устройств. Это дает корпорации возможность сконцентрировать весь объем производства, снизить издержки, регулировать и поддерживать эффективный уровень цен.
Технология OUM в ближайшие 3-5 лет, вероятно, останется ориентированной на специальные применения и ни по уровню стоимости, ни по объему производства не будет широко распространяться.
