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同時(shí)取代閃存和DRAM，ULTRARAM真有這個(gè)潛力嗎？

來源：周凱揚(yáng)| 發(fā)布日期：2023-10-09 09:39

在近期的閃存峰會(huì)上，一家由英國蘭卡斯特大學(xué)孵化的初創(chuàng)公司Quinas Technology獲得了創(chuàng)新大獎(jiǎng)。他們展示了ULTRARAM，一個(gè)結(jié)合了DRAM高性能和閃存非易失性的新技術(shù)，力求制造出同時(shí)替代閃存和DRAM的通用存儲(chǔ)。

ULTRARAM與閃存和DRAM的區(qū)別

閃存和DRAM作為已經(jīng)被行業(yè)使用了數(shù)十年的存儲(chǔ)形式，因?yàn)槠涮匦圆煌荒鼙环謩e用于特定場景中。以閃存為例，其具有非易失性、非破壞性讀出和高度擴(kuò)展性等特點(diǎn)，但缺點(diǎn)在于需要高壓開關(guān)電路，以及相對較慢的編程/擦除。
DRAM擁有極高的耐用性，操作快速，但其為易失性存儲(chǔ)，需要持續(xù)的電源供應(yīng)，加上破壞性讀出以及容量擴(kuò)展上始終存在困難。可以看出，無論是閃存和DRAM，都逃不開能耗、性能、耐用性的二選一，所以這些年兩者始終處于一個(gè)共生的局面。
而ULTRARAM作為一個(gè)通用內(nèi)存，自然是要解決閃存和DRAM之間存在的這些矛盾。與這兩者在材料層面不同的是，ULTRARAM用的是III-V族化合物半導(dǎo)體，且主要是其中6.1 ? 家族的半導(dǎo)體，比如砷化銦、碲化鎵和碲化鋁。
ULTRARAM是一種基于電荷的存儲(chǔ)器，像NAND一樣使用浮柵結(jié)構(gòu)，所以也能像其他閃存一樣，實(shí)現(xiàn)非破壞性讀出。但相較閃存和DRAM，ULTRARAM可以實(shí)現(xiàn)超長時(shí)間的存儲(chǔ)，這得益于其TBRT結(jié)構(gòu)。哪怕是在單bit級別也能存儲(chǔ)遠(yuǎn)大于十年的時(shí)間，ULTRARAM中的電荷可以存儲(chǔ)1000年而不會(huì)出現(xiàn)泄露。且ULTRARAM開關(guān)能耗極低，開關(guān)速度更是低于ns級。

離量產(chǎn)還有多久？

然而任何新的存儲(chǔ)形態(tài)在試圖挑戰(zhàn)閃存和DRAM之前，都必須解決制造和量產(chǎn)的問題，因?yàn)檫@才是決定其能否商業(yè)化的關(guān)鍵之一。常見的阻礙有，在現(xiàn)有的固態(tài)制造設(shè)備之上，是否需要尚未投入使用的材料和工具，已經(jīng)對于大部分晶圓廠來說，是否需要額外的工序。
據(jù)了解Quinas Technology已經(jīng)宣布添置和購買了相關(guān)設(shè)備，用于生產(chǎn)出20nm的ULTRARAM原型產(chǎn)品，并將繼續(xù)積極推動(dòng)該技術(shù)的商業(yè)化。在確定其性能達(dá)到宣傳指標(biāo)，比如1000萬次重寫循環(huán)后，他們會(huì)嘗試開始小規(guī)模市場并尋找感興趣的客戶。
與此同時(shí)，英國創(chuàng)新機(jī)構(gòu)也獎(jiǎng)勵(lì)了Quinas Technology 30萬英鎊，用于推動(dòng)這一技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。不過離真正的量產(chǎn)應(yīng)該還有一定的差距，其發(fā)明者及Quinas Technology CSO表示，這對于一家初創(chuàng)公司來說自然是不小的投資，但量產(chǎn)ULTRARAM的過程并非短跑，而是一場馬拉松。
Quinas Technology雖然購買了相關(guān)設(shè)備，但其僅用于原型的制造和驗(yàn)證，真正量產(chǎn)還是需要大型晶圓廠的支持。鑒于目前歐洲仍缺少大型的內(nèi)存制造工廠，據(jù)了解他們很可能選擇與臺積電合作，而不是與歐洲本地的IMEC等企業(yè)合作。
在最終產(chǎn)品上，Quinas Technology似乎打算先面向高端市場，比如服務(wù)器/數(shù)據(jù)中心級別的產(chǎn)品，畢竟消費(fèi)級存儲(chǔ)市場仍處于一個(gè)去庫存的階段，而高性能內(nèi)存恰恰是利潤最高的。同時(shí)Quinas Technology透露，對UTRARAM感興趣的公司中包括Meta，后者對于ULTRARAM的節(jié)能特性尤其看好。

寫在最后

和所有新的存儲(chǔ)技術(shù)一樣，大規(guī)模量產(chǎn)并控制成本才是最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。而對于ULTRARAM來說，該技術(shù)尚未到量產(chǎn)驗(yàn)證階段，還在性能與指標(biāo)的驗(yàn)證階段，如果原型產(chǎn)品和之后的小批量產(chǎn)品能夠與宣傳保持一致的話，相信這一技術(shù)會(huì)獲得更多公司的青睞和投資。