Nanokristályokkal a nagyobb memóriáért

Ma nagyjából annyiért lehet 2 GB-nyi SDRAM memóriát vásárolni a számítástechnikai boltokban, mint 4 MB-ot az 1990-es évek közepén, a 386-os processzorok hazai kibontakozásának idején. Az egy MB-ra jutó költség így gyakorlatilag az ötszázad részére esett, és ezt a trendet folytathatja egy új eljárás, amely azonban nem a DRAM-okat, hanem a flashmemóriás adattárolás költségeit faraghatja le. A kaliforniai Nanosys nemrég bejelentette, hogy olyan anyagot és eljárást fedezett fel, amellyel megduplázható ez utóbbi kapacitása.

Mire jött rá az amerikai vállalat? Arra, hogy a maguktól összeállni képes fémes nanokristályok alkalmazásával könnyen és gyorsan kétszeresére növelhető a napjainkban alkalmazott flashmemória chipek tároló képessége. Azért könnyen, mert a jelenleg általános használatban levő flash gyártási eljárással kompatibilis a nanokristályok alkalmazása, vagyis nem igényli új, költséges berendezések beszerzését a gyártóktól. A technika egyébként annyira befutónak tűnik, hogy a Nanosys már be is jelentett két megállapodást a flashmemória gyártásában érdekelt Intel és Micron Technologies vállalatokkal – ha minden a tervek szerint alakul, akkor 2009 elejére már meg is jelenhetnek az első, erre az eljárásra alapuló memóriakártyák.

Azért szerencsés az új eljárás kifejlesztése, mert a memóriagyártó iparnak lassan szembe kell néznie a processzorok terén is egyre komolyabb gátat jelentő fizikai korlátokkal. Napjainkig folyamatosan nőttek a memóriachipek kapacitásai, ám manapság már olyan sok adattároló egységet zsúfolnak egy szilíciumlapkára, hogy az egyes rétegek között nem kívánt elektromos kapcsolat alakul ki – ez pedig megbízhatatlanná teszi a terméket. A flashmemória cellák elektronokat tartalmaznak, ezek adják a digitális adat legkisebb egységét, vagyis az egy bitnyi információt. Az elektronok egy kis poliszilíciumon, vagyis lebegő kapun (floating gate) helyezkednek el, melyet egy (a körülményekhez képest) vastag szigetelő anyag vesz körül – ez akadályozza meg az elektronok nem kívánt szivárgását. Az egyre kisebb cellaméreteket alkalmazó gyártástechnológiák megjelenésével azonban mind komolyabb gondot okoz ez a jelenség – a cellák interferenciába lépnek egymással.

A lebegő kaput nanokristályokkal helyettesítve a mérnökök két legyet is üthettek egy csapásra. Egyrészt így meg lehet szüntetni az interferenciát (vagyis növelhető a megbízhatóság), másrészt pedig csökkenteni lehet a szigetelőanyag mennyiségét. Ez utóbbi azt eredményezi, hogy még kissebbé tehetők az egyes cellák, vagyis ugyanakkora fizikai mérethez nagyobb kapacitás társítható.