Mram pas in 2005 op de markt

Magnetische geheugenchips (mram) verschijnen mogelijk in 2005 op de markt. Deze nieuwe uitvoering van een oud idee is sinds 2000 in ontwikkeling. Partners IBM en Infineon onthulden begin juni de vooruitgang die ze hebben geboekt.

Mram is opgebouwd uit verschillende microscopisch dunne lagen die magnetisch materiaal afwisselen met isolatielagen. Deze lagen bevinden zich tussen twee electrodes die de draairichting van de elektronen, ofwel de magnetische lading, meten. Dit levert een 0 of een 1 op.

De twee bedrijven hebben een paper over hun mram-werk onthuld op het Vlsi Symposium (Very Large Scale Integration), dat plaatsvond in Kyoto (Japan). Het document detailleert een magnetische geheugenchip met een capaciteit van 128 kilobit die is geproduceerd via een 180 nanometer-productieproces. Dit is de kleinste mram-maat tot op heden.
IBM heeft in 1998 al grovere mram-prototypes getoond. Volgens dit bedrijf bewijst de nu gepubliceerde informatie dat mram-chips geschikt zijn voor massaproductie. De productiemaat van180 nanometer is al sinds 1999 in gebruik door chipproducenten.
Daarnaast hebben de chipontwerpers de weerstand van magnetisch geheugen verhoogd. Een zwak punt van mram was tot op heden dat de staat van de individuele cellen te subtiel was; het verschil tussen 0 en 1 was minder duidelijk dan wenselijk. Vice-president Randy Isaac, verantwoordelijk voor allianties van IBM’s technologiegroep, zegt dat dit probleem nu is opgelost. "Er is nu een verschil van 30 tot 40 procent in de weerstand tussen de twee staten."

Consumentenelektronica eerst

De verwachting is dat dit geheugentype het huidige flash-geheugen kan vervangen. Doelmarkt is dan ook consumentenelektronica en mogelijk ook telecom-apparatuur. Indien het prijsniveau laag genoeg komt te liggen, zijn er meer toepassingen aantrekkelijk. Flash-geheugen is relatief duur en daardoor nauwelijks algemeen in gebruik voor computers. Regulier geheugen, dat data alleen bewaart zolang er een elektrische lading is, geniet nog altijd de voorkeur.

IBM ontwikkelde in 1974 al een apparaat dat magnetische tunnelkruisingen (tunnel junctions) kan maken. Deze machine is later aangepast voor data-opslag en heeft de ontwikkeling van mram-chips mogelijk gemaakt.

Mram heeft een aantal nadelen van flash-geheugen niet. Flash heeft relatief veel stroom nodig om de informatiecellen te wijzigen van nul naar één of andersom. Mram belooft dus energiezuiniger te zijn en bovendien sneller data te lezen en te schrijven. "Het grote voordeel van deze technologie is de hogere datatoegangssnelheid. Het schrijfproces kan in flash-geheugen milliseconden in beslag nemen. Mram kan dat in nanoseconden", zegt topman Isaac. Dit verschil is belangrijk voor elektronicaproducenten die meer functionaliteit, zoals stilstaand beeld en video, toevoegen.

Productieproblemen

Daarnaast lopen chipproducenten tegen productieproblemen op bij het verder verkleinen van flash-chips. Dit brengt de winstgevendheid van deze chipsoort in gevaar. Overstappen naar mram biedt een uitweg, maar vereist ook een kostbare omschakeling van het productieproces. De fabricage van mram is nog geen standaardtechnologie en brengt daardoor risico’s met zich mee. Het is nog niet duidelijk waar wat betreft productie het omslagpunt ligt.
Dit verklaart ook de relatief langzame opkomst van mram. IBM en Infineon begonnen hun samenwerking voor deze technologie al in 2000. Uitvoerend vice-president Peter Bauer van Infineon verklaarde toen dat het doel is het hoofdgeheugen van computers te vervangen. Hij uitte ook de verwachting dat concrete producten tegen 2004 op de markt zouden komen. Die schatting staat nog, maar dan voor de eerste prototypes. Volgens IBM kan de mram-massaproductie in 2005 op gang komen, mits de vraag er dan is.< BR>