About / Advertise 
EMBEDDED WORLD Det är billigare, skalar bättre, tål fler läs- och skivcykler plus att det är snabbare. Resistiva RAM, ReRAM, utmanar flash och magnetiska RAM om utrymmet i systemkretsar. Israeliska Weebit Nano har avtal med tre foundries och vill att du börjar designa systemkretsar med dem.
– Vi tillverkar inget, har inga egna produkter utan siktar på alla systemkretsar som behöver ett integrerat minne, säger Eran Briman på israeliska Weebit Nano, som grundades 2015.
Mycket av utvecklingsarbetet har skett i samarbete med det franska forskningsinstitutet CEA-Leti i Grenoble som hållit på med tekniken länge och sitter på mycket kunnande.
För potentiella användare går vägen via foundries. Idag har Weebit Nano avtal med tre stycken. Det är Skywater i USA för dess CMOS-process på 130 nm. Koreanska DB HiTek är ett nischat foundry med en 130 nm BCD-process för kraftkomponenter.
Den tredje licenstagaren är Onsemi, som integrerat Weebit Nanos minnesteknik i sin fabrik i East Fishkill utanför New York. Även det är en BCD-process på 65 nm för kraftkomponenter som bland annat går till fordonsindustrin.
– Vi har också testat med Globalfoundries på 22 nm FDSOI och diskuterar med alla de stora foundryna förutom SMIC som är svartlistat. Men också de stora halvledartillverkarna.
Hittills har TSMC i stort sett varit ensamt om att kunna erbjuda ReRAM i några av sina processer. Företagets minne är utvecklad tillsammans med ett institut i Taiwan under många år.
– Den finns i deras 40 nm BCD-process och för 22 nm. De skeppar produkter på den med kunder som Nordic Semi, NXP och Cirrus Logic. När den kom för två år sedan så förändrade det hela industrin för nu förstår alla att det finns och fungerar.
TSMC planerar också att införa den i modernare noder, det vill säga 12 nm, 6 nm och så vidare.
– Tekniken skalar väldigt bra vilket inte är fallet för flash som stannar på 28 nm.
Även UMC har en ReRAM-process som förvärvats av Panasonic men enligt Eran Briman används den inte kommersiellt eftersom den baseras på iridium som är ett dyrt material.
Huvudskillnaden mellan ReRAM och flash handlar om var i stacken minnet befinner sig. Flash ligger i de understa lagren där även transistorerna finns medan ReRAM och MRAM återfinns mellan två av de övre ledarlagren.
Ett ReRAM baseras på ett resistivt material mellan två av metallagren.
– Materialet är vår hemliga krydda.
Genom att applicera en spänning går det att skapa ett filament, en ledande väg, vilket gör att motståndet sjunker. Detta tolkas som en etta. När man applicerar motsatt spänning bryts filamentet, så att det åter blir isolerande. Det tolkas som en nolla.
– Det krävs inga nya material eller processteg. Bara Hafnium som redan används av industrin och är billigt att integrera.
Även magnetiska RAM återfinns i de övre lagren.
– Den stora saken är att det ingår någon form av magnetiskt material och det vill man inte ha in i halvledarfabrikerna.
Även om det inte behövs mer än tre fyra extra masker så hävdar han att det i kombination med det magnetiska materialet ökar tillverkningskostnaden per wafer med upp till 40 procent.
– För flash behövs kanske tio extra masker vilket ökar kostnaden med 25 procent medan ReRAM bara behöver två extra masker vilket ger 10 procent extra kostnad per wafer.
Ytterligare en nackdel med flash är det behövs tio volt för programmeringen vilket innebär att man måste lägga in en laddningspump på chippet eftersom det normalt inte finns så höga spänningar tillgängliga från den externa matningen.
– Vi har kört 10 000 programmeringscykler vid 125 grader för två olika procesnoder och det motsvarar tio års användning. Igår var vi klara med 100 000 cykler vid 150 grader vilket är ett krav från fordonsindustrin, säger Martyn Humphries.
För den som vill designa in minnet i sin systemkrets finns det i storlekar upp till 1 Mbit.
