В России создают флеш-память, способную хранить данные сотни лет
- Ученые Института физики полупроводников СО РАН предложили флеш-память на диэлектрических пленках с электронными ловушками.
- Вместо нитрида кремния разработчики предлагают оксиды алюминия и циркония; решения запатентованы.
- По теоретической оценке Владимира Гриценко, при комнатной температуре заряд может удерживаться сотни лет. Такие чипы рассматривают для спутников и орбитальных дата-центров.
Почему это важно: Повышенная стойкость к излучению важна для космической электроники: высокоэнергетические частицы могут вызывать ошибки записи и повреждать данные.
Ученые Института физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН предложили технологию энергонезависимой флеш-памяти с повышенной радиационной стойкостью и длительным сроком хранения данных. В перспективе такие чипы могут использоваться в космической технике — спутниках, аппаратах с ядерными энергетическими установками и орбитальных дата-центрах.
В основе разработки лежат специальные диэлектрические пленки с дефектами структуры — электронными ловушками. Они способны захватывать электрический заряд и удерживать его длительное время. Наличие или отсутствие заряда используется для хранения цифровой информации.
Исследователи изначально работали с пленками нитрида кремния, а затем предложили использовать материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, в частности оксиды алюминия и циркония. По оценке разработчиков, такой подход позволяет увеличить срок хранения данных, снизить энергопотребление при перезаписи и повысить устойчивость памяти к ионизирующему излучению. Соответствующие решения запатентованы.
По словам главного научного сотрудника института Владимира Гриценко, при комнатной температуре время удержания электронов в таких ловушках теоретически может достигать сотен лет. В отличие от классической флеш-памяти с плавающим затвором, заряд в предложенной структуре локализуется непосредственно внутри диэлектрика.
Повышенная радиационная стойкость особенно важна для космической электроники. Высокоэнергетические частицы могут вызывать ошибки записи и повреждать данные, поэтому более устойчивые накопители потенциально пригодны для длительных космических миссий.
Одним из перспективных применений ученые называют орбитальные дата-центры. Спутники дистанционного зондирования и научные аппараты собирают большие объемы информации, и ее предварительная обработка непосредственно на орбите позволила бы сократить нагрузку на каналы связи с Землей.
В перспективе такая память может использоваться и в более сложных системах — космических аппаратах с ядерными источниками энергии и автоматических исследовательских станциях. При этом одной радиационно стойкой памяти недостаточно: для подобных комплексов также необходимы устойчивые к излучению процессоры, которые остаются отдельной технологической проблемой.
Параллельно ученые исследуют другие принципы хранения данных, в которых информация записывается не за счет накопления электронного заряда, а посредством изменения состояния самого материала. По словам разработчиков, такие экспериментальные технологии потенциально способны обеспечить значительно более высокую скорость работы и ресурс до триллионов циклов перезаписи.
© iXBT
