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同時取代閃存和DRAM，ULTRARAM真有這個潛力嗎？

來源：周凱揚| 發布日期：2023-10-09 09:39

在近期的閃存峰會上，一家由英國蘭卡斯特大學孵化的初創公司Quinas Technology獲得了創新大獎。他們展示了ULTRARAM，一個結合了DRAM高性能和閃存非易失性的新技術，力求制造出同時替代閃存和DRAM的通用存儲。

ULTRARAM與閃存和DRAM的區別

閃存和DRAM作為已經被行業使用了數十年的存儲形式，因為其特性不同，往往只能被分別用于特定場景中。以閃存為例，其具有非易失性、非破壞性讀出和高度擴展性等特點，但缺點在于需要高壓開關電路，以及相對較慢的編程/擦除。
DRAM擁有極高的耐用性，操作快速，但其為易失性存儲，需要持續的電源供應，加上破壞性讀出以及容量擴展上始終存在困難。可以看出，無論是閃存和DRAM，都逃不開能耗、性能、耐用性的二選一，所以這些年兩者始終處于一個共生的局面。
而ULTRARAM作為一個通用內存，自然是要解決閃存和DRAM之間存在的這些矛盾。與這兩者在材料層面不同的是，ULTRARAM用的是III-V族化合物半導體，且主要是其中6.1 ? 家族的半導體，比如砷化銦、碲化鎵和碲化鋁。
ULTRARAM是一種基于電荷的存儲器，像NAND一樣使用浮柵結構，所以也能像其他閃存一樣，實現非破壞性讀出。但相較閃存和DRAM，ULTRARAM可以實現超長時間的存儲，這得益于其TBRT結構。哪怕是在單bit級別也能存儲遠大于十年的時間，ULTRARAM中的電荷可以存儲1000年而不會出現泄露。且ULTRARAM開關能耗極低，開關速度更是低于ns級。

離量產還有多久？

然而任何新的存儲形態在試圖挑戰閃存和DRAM之前，都必須解決制造和量產的問題，因為這才是決定其能否商業化的關鍵之一。常見的阻礙有，在現有的固態制造設備之上，是否需要尚未投入使用的材料和工具，已經對于大部分晶圓廠來說，是否需要額外的工序。
據了解Quinas Technology已經宣布添置和購買了相關設備，用于生產出20nm的ULTRARAM原型產品，并將繼續積極推動該技術的商業化。在確定其性能達到宣傳指標，比如1000萬次重寫循環后，他們會嘗試開始小規模市場并尋找感興趣的客戶。
與此同時，英國創新機構也獎勵了Quinas Technology 30萬英鎊，用于推動這一技術的商業化進程。不過離真正的量產應該還有一定的差距，其發明者及Quinas Technology CSO表示，這對于一家初創公司來說自然是不小的投資，但量產ULTRARAM的過程并非短跑，而是一場馬拉松。
Quinas Technology雖然購買了相關設備，但其僅用于原型的制造和驗證，真正量產還是需要大型晶圓廠的支持。鑒于目前歐洲仍缺少大型的內存制造工廠，據了解他們很可能選擇與臺積電合作，而不是與歐洲本地的IMEC等企業合作。
在最終產品上，Quinas Technology似乎打算先面向高端市場，比如服務器/數據中心級別的產品，畢竟消費級存儲市場仍處于一個去庫存的階段，而高性能內存恰恰是利潤最高的。同時Quinas Technology透露，對UTRARAM感興趣的公司中包括Meta，后者對于ULTRARAM的節能特性尤其看好。

寫在最后

和所有新的存儲技術一樣，大規模量產并控制成本才是最關鍵的挑戰。而對于ULTRARAM來說，該技術尚未到量產驗證階段，還在性能與指標的驗證階段，如果原型產品和之后的小批量產品能夠與宣傳保持一致的話，相信這一技術會獲得更多公司的青睞和投資。