I ricercatori di IBM, Macronix, Qimonda hanno annunciato oggi i risultati di una ricerca congiunta che aumenta le aspettative su di un nuovo tipo di memoria per computer che potrebbe sostituire le memorie flash, ora ampiamente utilizzate nei computer e nell’elettronica di consumo.
La memoria "phase-change", che sembra essere molto piu rapida, può assumere dimensioni più piccole di una flash, e può rendere possibile la realizzazione di dispositivi di memoria "non volatiti" ad alta densità di futura generazione e congegni elettronici più potenti. Le memorie non volatili non hanno bisogno di energia elettrica per conservare le informazioni. Combinando la non volatilità a buone prestazioni e affidabilità, questa tecnologia "phase-change" potrà aprire la strada ad una memoria universale per le applicazioni mobili.
Il progetto congiunto IBM/Macronix/Qimonda sulla memoria a cambiamento di fase presenta un nuovo materiale non-volatile che può commutare più di 500 volte più velocemente di una memoria flash, con meno della metà di consumo energetico e, in modo ancora più significativo, ottiene queste proprietà quando viene ridotto almeno fino al nodo dei 22 nanometri, due generazioni di chip-processing oltre il previsto muro delle memorie flash a floating-gate.
Il cuore della memoria a cambiamento di fase è un frammento di una lega di semiconduttore che può rapidamente passare da un’ordinata fase cristallina, a bassa resistenza elettrica, ad una disordinata fase amorfa con resistenza elettrica molto più elevata. Dato che per mantenere ciascuna fase del materiale non è richiesta energia elettrica, la memoria a cambiamento di fase è di tipo non volatile.
La fase del materiale viene stabilita dall’ampiezza e dalla durata di un impulso elettrico che riscalda il materiale stesso. Quando il materiale viene riscaldato ad una temperatura immediatamente superiore a quella di fusione, gli atomi energizzati della lega si muovono secondo traiettorie casuali. L’improvvisa interruzione dell’impulso elettrico congela gli atomi in una fase amorfa casuale, mentre la graduale diminuzione dell’impulso – al di sopra di circa 10 nanosecondi – lascia tempo sufficiente agli atomi per ridisporsi nella ben ordinata fase cristallina preferenziale.
Il nuovo materiale della memoria è una lega germanio-antimonio (GeSb) cui sono stati addizionate piccole quantità di altri elementi (miscelati) per aumentarne le proprietà. Studi di simulazione hanno consentito ai ricercatori di regolare e ottimizzare le proprietà del materiale e di studiare i dettagli del suo comportamento di cristallizzazione. È stato richiesto un brevetto sulla composizione del nuovo materiale.