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» 2016年11月22日 09時30分 UPDATE

福田昭のストレージ通信(47) 抵抗変化メモリの開発動向(6):SanDiskが語る、抵抗変化メモリの消費電流と速度 (1/2)

今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の主な性能に焦点を当てる。具体的にはスイッチング電流(書き込み電流)やスイッチング速度(動作速度)、スイッチング電圧という3つの観点から紹介する。

[福田昭,EE Times Japan]

国際学会の試作発表から性能数値をプロット

 半導体メモリの研究開発に関する国際学会「国際メモリワークショップ(IMW:International Memory Workshop)」のショートコース(2016年5月15日)から、SanDiskによる抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究開発動向に関する講演概要をご紹介している。今回はシリーズの6回目に相当する。


 講演者はスタッフエンジニアのYangyin CHEN氏、講演タイトルは「ReRAM for SCM application」である。タイトルにあるSCMとはストレージ・クラス・メモリ(Storage Class Memory)の略称で、性能的に外部記憶装置(ストレージ)と主記憶(メインメモリ)の間に位置するメモリとされる。ここで性能とは、メインメモリよりもコスト(記憶容量当たりのコスト)が低く、ストレージよりも高速であることを意味する。

 本シリーズの5回目である前回は、抵抗変化メモリを構成する材料の元素を、半導体製造プロセスとの互換性の観点から紹介した。今回は、過去に国際学会で発表された抵抗変化メモリ(ReRAM)の主な性能をご報告する。なお、本稿に登場する性能数値は全て研究レベルのもので、製品仕様ではないのであらかじめ留意されたい。

 はじめはスイッチング電流(書き込み電流)である。スイッチング電流にはセット電流(低抵抗状態、データ「1」あるいは「高レベル」を書き込む動作の消費電流)とリセット電流(高抵抗状態、データ「0」あるいは「低レベル」を書き込む動作の消費電流)がある。DRAMやSRAMなどではセット電流とリセット電流は区別がなく、また当然ながら同じ電流量なのだが、抵抗変化メモリではセット動作とリセット動作は異なる原理に基づくことが珍しくないので消費電流が異なることが少なくない。

試作された抵抗変化メモリ(ReRAM)セルのセット電流(横軸)とリセット電流(右縦軸)。赤い丸のプロットが試作結果(クリックで拡大) 出典:SanDisk

 過去に国際学会で発表されたReRAMセルのスイッチング電流は、非常に広い範囲にわたる。セット電流、リセット電流とも、1nA弱〜10mAまである。ただし、大容量メモリで実用になりそうなのはいずれも、10μA未満の低い消費電流を達成したReRAMセルとなるだろう。このハードルをクリアした発表はそれほど多くない。

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