L'université de Singapour vient de signer un contrat de recherche avec GlobalFoundries pour un total de quatre-vingts millions d'euros (cent vingt millions de dollars de Singapour). Dans les quatre prochaines années, les deux partenaires aimeraient développer des puces de mémoire résistive (ReRAM), en utilisant les possibilités de production de GlobalFoundries. L'objectif de ce projet est de remplacer certaines utilisations de mémoire flash embarquée dans les circuits électroniques qui ont de gros besoins de capacité. Cependant, cette mémoire flash pose des problèmes avec les processus de fabrication les plus récents (en 12 ou 16 nm), notamment en termes d'endurance et de performance. La technologie commence donc à accuser son âge : GlobalFoundries cherche à la remplacer par de la mémoire résistive (ReRAM), une évolution des mémoires magnétorésistives (MRAM), plus durable et toujours compatible avec les processus de fabrication actuels.
Le principe de base est similaire à la mémoire magnétorésistive. Deux composants ferromagnétiques (c'est-à-dire des aimants permanents) sont séparés par une barrière fine. L'orientation du champ magnétique des deux couches donne l'information stockée (l'anisotropie magnétique). Le problème de ces mémoires est leur comportement avec des variations de température : à basse température, il faut un fort courant pour écrire ; à haute température, l'anisotropie baisse naturellement très vite. Or, les puces sont souvent programmées avant d'être soudées sur un circuit imprimé, à 260 °C…
D'où une nouvelle piste de recherche, assez proche : la mémoire résistive, qui n'utilise pas les effets électromagnétiques du matériau utilisé, puisqu'il s'agit d'un diélectrique (isolant). L'information est stockée en faisant varier la résistance électrique du matériau. Cette technologie promet une très grande endurance, mais aussi un bon fonctionnement dans une plage de températures assez grande (avec un choix de matériau adéquat). Ces propriétés sont gardées même avec des processus de fabrication très fins (comme en 12 nm). La performance en écriture est bien meilleure que pour la mémoire flash, puisqu'on parle de dix microsecondes au lieu de deux cents nanosecondes (un facteur cinquante) ; la vitesse de lecture n'est pas tellement influencée.
Ce projet de recherche aura deux objectifs. D'un côté, le laboratoire académique cherchera à optimiser le matériau utilisé ; de l'autre, GlobalFoundries s'orientera vers l'aspect économique, pour une production à moindre coût. En attendant, la mémoire magnétorésistive continuera de supplanter la mémoire flash dans les processeurs gravés très finement, vu que la MRAM s'intègre bien avec des transistors FinFET et une lithographie en 22 nm (en particulier, la STT-MRAM, technologie aussi utilisée par Intel, par exemple). La mémoire résistive n'est qu'un choix potentiel comme remplaçant pour la MRAM, mais des sociétés comme Western Digital poursuivent aussi cette direction, totalement opposée à celle d'Intel et de Micron (3D XPoint).
Source : Anandtech, communiqué de presse.
