По мере приближения к технологическому барьеру, ставящему крест на традиционном КМОП техпроцессе, учёные начали пытаться использовать для создания микроэлектронных приборов углеродные нанотрубки.
Нанотрубки обеспечивают высокую мобильность электронов и не страдают от утечек, позволяя пропускать через себя сравнительно высокие токи. Но эти образования имеют массу других интересных свойств, многие из которых ещё предстоит открыть или реализовать на практике. Так, компания Nantero разработала технологию, позволяющую выпускать с использованием углеродных нанотрубок энергонезависимую память.
Память NRAM обещает оказаться быстрее, чем память типа DRAM стандарта DDR4, но не будет терять данные при отключении питания. Углеродные нанотрубки в составе элементарной ячейки памяти NRAM играют роль запоминающего элемента. Подача питания переключает рабочий слой из нанотрубок из состояния высокого сопротивления в состояние с низким сопротивлением. Это похоже на механический переключатель, поскольку под воздействием управляющего импульса нанотрубки деформируются (изгибаются) и «закорачиваются» друг на друга, обеспечивая прямой контакт между управляющими электродами. Другой импульс «размыкает» контакт, приводя слой в непроводящее состояние с высоким сопротивлением.
 |
Условная структура ячейки памяти NRAM с управляющим слоем из углеродных нанотрубок
По словам разработчиков, технология производства NRAM или отдельные её этапы заинтересовали двух из пяти крупнейших представителей полупроводниковой отрасли. Ведутся обширные заводские испытания по выпуску NRAM с применением техпроцесса класса 20 нм. Также остаётся значительный запас для повышения плотности записи памяти NRAM. Это может быть многоуровневая запись по типу NAND MLC, а может быть вертикальная память по типу 3D NAND. Но для начала хотелось бы увидеть память типа NRAM хотя бы в планарном исполнении. Для потребителей коммерческий выпуск NRAM будет означать появление «вечной» памяти. Сообщается, что NRAM выдерживает число циклов перезаписи с 12 нулями в конце.