L'IMEC lavora ad una propria versione del memristore

In occasione del VLSI Symposia che si svolgerà ad Honolulu dal 12 al 15 giugno prossimi, l'istituto europeo di ricerca IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) illustrerà i passi avanti compiuti nello sviluppo della propria versione del memristore, il quarto componente dell'elettronica dove il flusso magnetico è funzione della carica elettrica che contiene, teorizzato dal professor Leon Chua oltre vent'anni fa e la cui esistenza è stata provata scientificamente nei laboratori HP nel corso del 2008.

La versione del memristore sviluppata dall'IMEC prende il nome di Resistive-RAM (RRAM) e secondo quanto affermato dal centro di ricerche di Leuven, sarà possibile avviare una affidabile produzione in volumi ad un processo produttivo inferiore ai 20 nanometri. L'IMEC e gli altri gruppi di ricerca che stanno lavorando a varianti del memristore sostengono che nel futuro prossimo questa tecnologia potrà rappresentare il sostituto universarle a tutti i tipi di memorie attualmente in circolazione, dalle memorie flash alle RAM.

HP sta attualmente lavorando ad una struttura a sandwich dove interporre ossido di titanio tra le traverse degli array memristivi, laddove invece IMEC sta sperimentando l'ossido di afnio ed altre formulazioni per il proprio progetto RRAM. Malgorzata Jurczack, program manager memory devices per IMEC, ha affermato: "HP usa il termine memristore per descrivere un dispositivo che ha determinate caratteristiche della curva corrente-tensione. Si tratta di caratteristiche che sono però tipiche in qualunque cella RRAM che impiega le migrazioni delle vacanze di ossigeno negli ossidi metallici di transizione".

Esistono due modalità per eseguire lo switching resistivo: la prima prevede modifiche interfacciali dove le vacanze di ossigeno migrano verso l'interfaccia o lontano da essa, modulando la tunneling barrier tra gli elettrodi e la parte conduttiva dell'ossido. La seconda modalità, denominata filamentary switching, allinea le vacanze di ossigeno in un percorso di conduzione che può essere interrotto dalla migrazione delle vacanze stesse. In ambo i casi il vantaggio è il medesimo, ovvero la realizzazione di un array a traverse a densità elevata, che impiega la tensione di programmazione per migrare le vacanze d'ossigeno variando così la resistenza della cella-bit in maniera non volatile. Jurczack ha aggiunto: "HP afferma di usare lo switching interfacciale, mentre noi nei nostri documenti descriviamo l'uso del filamentary switching".

Nelle sue sperimentazioni, che dettaglierà in occasione del VLSI Symposia, IMEC è stata capace di raggiungere un tempo di programmazione al di sotto del nanosecondo ed una corrente operativa al di sotto dei 500 nanoampere utilizzando la tecnica di filamentary switching. "Stiamo superando le limitazioni di scaling delle celle di memoria flash convenzionali. Le principali realtà del mondo delle memorie hanno aderito al nostro programma di ricerca sulle tecnologie di memoria emergenti, dando prova del valore della nostra ricerca RRAM per l'industria globale" ha concluso Jurczack.