Lepsza niż NAND: szybka, ekonomiczna pamięć opracowana

To właśnie ferroelektryczne właściwości hafnu w połączeniu z innymi pierwiastkami sprawiają, że jest on obiecującym materiałem dla kart pamięci i dysków SSD.

Zamiast adresować poszczególne segmenty za pomocą zliczonych impulsów elektrycznych, jak ma to miejsce na przykład w przypadku pamięci flash NAND, prezentowany półprzewodnik może zmienić swoją polaryzację po przyłożeniu pola elektrycznego. Zasada ta umożliwia znacznie szybszy, a tym samym znacznie bardziej wydajny dostęp do różnych obszarów pamięci tylko do odczytu.

Tylko szerokość pasma przyłożonego napięcia była wcześniej zbyt niska. Dodając aluminium do zastosowanego tlenku hafnu, okno możliwych napięć można rozszerzyć z 2 do 10 woltów.

Powinno to umożliwić skonstruowanie komórek czteropoziomowych (QLC), które przechowują 4 bity w każdym tranzystorze. Oznacza to, że w pojedynczej jednostce można przechowywać łącznie 16 różnych stanów. Dzięki takiej architekturze na najmniejszych chipach można przechowywać kilka terabajtów danych. Na odpowiednim dysku SSD byłoby to ostatecznie znacznie więcej.

Oprócz znacznie szybszego dostępu do tych informacji, wymagane napięcie jest również niższe niż w przypadku NAND flash. Zamiast wcześniej wymaganych 18 woltów, system działa ze wspomnianymi 10 woltami. Zmniejsza to również zapotrzebowanie na energię do zapisu i odczytu.

Wstępne testy wytrzymałościowe pokazują, jak daleko posunął się już praktyczny rozwój. Jak wynika z badań, poszczególne ogniwa wykonały już milion dostępów. I nie jest przypadkiem, że badania są współfinansowane przez Samsunga.

Pozostaje tylko jeden problem, a mianowicie zastosowany hafn. Jakkolwiek obiecujące są właściwości elektryczne pierwiastka, który jest tu wykorzystywany jako tlenek glinu hafnu, pierwiastek ten jest rzadki. Chociaż jest bardziej powszechny niż złoto, w rzeczywistości nie jest czystym minerałem.

Zamiast tego występuje w niewielkich ilościach w innych minerałach i dlatego jest niezwykle trudny do wydobycia. W końcu na jedno ogniwo wystarczy warstwa o grubości nieco poniżej 25 nanometrów. Niezwykle szybka, duża i superwydajna pamięć może również stać się dość droga, jeśli do tego czasu nie zostanie znaleziony materiał zastępczy.