Esta semana nos reunimos con QuInAs Technology. Esta empresa recientemente formada se ha escindido del Departamento de Física de la Universidad de Lancaster para seguir desarrollando y comercializando UltraRAM. Se nos permitió ver los chips de memoria UltraRAM reales por primera vez en un vehículo de prueba en el laboratorio de la compañía en la Universidad de Lancaster en Lancaster, Lancashire, Inglaterra.
Esta tecnología potencialmente disruptiva está diseñada para combinar la no volatilidad del almacenamiento flash con velocidades más rápidas que las de la DRAM. La memoria retiene datos incluso después de que se corta la energía, y la compañía afirma que tiene al menos 4000 veces más resistencia que NAND y puede almacenar datos durante más de 1000 años. También está diseñado para tener una décima parte de la latencia de la DRAM y ser más eficiente energéticamente (por un factor de 100 veces) que la DRAM fabricada en un nodo similar, atrayendo el interés de pesos pesados de la industria como Meta.
La última vez que informamos sobre UltraRAM fue en enero de 2022. Desde entonces, la tecnología QuInAs ha seguido desarrollando, perfeccionando y probando la nueva memoria. Sin embargo, en los últimos meses, los mayores cambios se han producido en el lado comercial, lo cual es vital para cualquier startup que quiera llevar su tecnología al mercado.
Visita a los laboratorios de Lancaster
Nos dieron un recorrido por el laboratorio UltraRAM para ver de primera mano el equipo semiconductor del Departamento de Física, discutir las diversas técnicas de fabricación disponibles en el laboratorio y discutir las capacidades y límites del equipo. También nos mostraron un prototipo funcional de la memoria montado en un vehículo de prueba.
La mejor tecnología disponible en el laboratorio ayudará a los investigadores a crear dispositivos UltraRAM con funciones tan pequeñas como 20 nm. El progreso hasta este punto se llevará a cabo durante los próximos meses, y en breve llegarán algunos equipos nuevos y costosos de prueba y verificación para evaluar los esfuerzos de escalamiento de UltraRAM.
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Otra parte importante del recorrido por el laboratorio fue analizar una tecnología central para la propuesta única de UltraRAM. Nos fijamos en el equipo MBE (Molecular Beam Epitaxy), que deposita con precisión las capas semiconductoras (GaSb, InAs y AlSb) requeridas por la tecnología UltraRAM.
La tecnología detrás de UltraRAM
Una estructura de túnel resonante de triple barrera (TBRT) es clave para los avances de UltraRAM. Esta estructura altamente resistiva desempeña un papel similar a la capa de óxido de la NAND flash pero, según el equipo de la Universidad de Lancaster, puede facilitar el almacenamiento de datos durante más de 1.000 años.
UltraRAM es una memoria basada en carga que utiliza una puerta flotante, como la flash NAND. También al igual que el flash, el estado de carga de la puerta flotante se lee de forma no destructiva midiendo la conductancia de un «canal» subyacente. Sin embargo, a diferencia de la memoria flash, UltraRAM no se desgasta durante los ciclos de programación y borrado debido a su estructura TBRT.
Este es un calificativo importante para las afirmaciones de durabilidad de 10 millones de ciclos de escritura/borrado, y los investigadores detrás de UltraRAM tienen la confianza suficiente para afirmar que se espera que en futuras pruebas se revise esta estimación de durabilidad al alza. Mientras tanto, la TLC 3D NAND convencional podría experimentar una degradación de la puerta después de unos pocos miles de escrituras.
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Otra afirmación clave sobre UltraRAM es que la puerta flotante se puede cambiar «extremadamente rápido y con muy poca energía»; nuevamente, estas atractivas cualidades se deben al fenómeno de la mecánica cuántica del túnel resonante. Se afirma que los beneficios incluyen la energía de conmutación 100 veces menor de UltraRAM que la DRAM en el mismo nodo (1000 veces menor que NAND). Además, los investigadores de UltraRAM afirmaron que se espera que la nueva tecnología de memoria sea capaz de realizar operaciones de escritura de 1 ns, que es aproximadamente 10 veces más rápida que la DRAM.
Impulsores de Negocios
Dos eventos importantes han ayudado a QuInAs a sentirse más seguro del eventual éxito comercial de UltraRAM. En primer lugar, en la Cumbre de Memoria Flash celebrada en agosto, UltraRAM ganó un premio a la «Inicio de memoria Flash más innovadora». Escuchamos que entre los interesados en el futuro de la tecnología en el evento de Santa Clara se encontraba Meta (Facebook), quien estaba particularmente interesado en las afirmaciones de ahorro de energía de la startup de memoria del Reino Unido.
En segundo lugar, QuInAs ha obtenido un importante respaldo financiero a través de una subvención ICURe Exploit de Innovate UK. QuInAs pronto anunciará en su totalidad la obtención de la financiación, pero sabemos que se otorgó por demostrar viabilidad comercial y ciencia de vanguardia durante un programa intensivo de seis meses.
Con la financiación aprobada, los desarrolladores de UltraRAM se comprometen a lo siguiente:
- Probar dispositivos UltraRAM a escala nanométrica para demostrar aún más las afirmaciones sobre rendimiento, eficiencia y durabilidad.
- Cooperar con los inversores y avanzar hacia una producción de pequeño volumen.
Sin duda, las ruedas del negocio han estado en movimiento en los últimos meses con la formación de QuInAs. Además, a principios de este mes, una exposición del Pabellón del Reino Unido patrocinada por el gobierno en SEMICON Taiwán 2023 fue útil para debatir con posibles socios tecnológicos y de fabricación. De nuestras conversaciones con QuInAs dedujimos que podrían encontrar socios fabricantes en Taiwán en lugar de Europa (IMEC, Bélgica).
¿Qué sigue para la tecnología UltraRAM y QuInAs?
QuInAs está a punto de poner en marcha un plan de un año en consonancia con los objetivos de financiación establecidos en materia de progreso técnico y comercial.
Está en camino una mejor maquinaria de prueba para ayudar con los pasos clave de escalamiento y refinamiento del proceso. Además, IIT Roorkee en India trabajará como socio para modelar el rendimiento de UltraRAM en contextos más amplios. Esta colaboración debería ayudar a desarrollar la tecnología y ayudar a dirigirla hacia su máximo potencial.
Como ocurre con todas las nuevas tecnologías de memoria, los desafíos de producir la nueva memoria de manera económica en una producción a gran escala resultarán ser un obstáculo clave. En cuanto al tema de los primeros mercados para UltraRAM, QuInAs Technology deja opciones abiertas por ahora, ya que el trabajo inminente arrojará luz más clara sobre las fortalezas y posibles debilidades. Parece que si todo va según lo planeado, las pequeñas tiradas de producción iniciales se dirigirán a la cima de la pirámide de memoria, ya que es el segmento más lucrativo a abordar.