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» 2016年12月09日 10時30分 UPDATE

福田昭のストレージ通信(50) 抵抗変化メモリの開発動向(9):SanDiskが語る、抵抗変化メモリの長期信頼性 (1/2)

今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の長期信頼性について報告する。具体的には、書き換え可能回数(Endurance Cycles)とデータ保持期間(Data Retention)についての研究実績を紹介したい。

[福田昭,EE Times Japan]

書き換え可能回数とデータ保持期間の値を見る

 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9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8回目である前回は、抵抗変化メモリの記憶素子におけるスイッチングの主な機構を紹介した。今回は、抵抗変化メモリの長期信頼性に関する研究実績をまとめてご報告する。

 長期信頼性とは具体的には、書き換え可能回数(Endurance Cycles)とデータ保持期間(Data Retention)の2つである。いずれもこれまでと同様に、過去の主な国際学会(IEDM、VLSI、IMW)で発表された数値をグラフ化した。

リセット電流が減ると書き換え可能回数が減る

 はじめは書き換え可能回数である。リセット電流と書き換え可能回数の関係を1枚のグラフにプロットして見せていた。プロットには古い発表や性能があまり芳しくない結果が混じっている。そこでトップデータ(最も書き換え回数が高いデータ)を見ていくと、リセット電流が減ると書き換え可能回数が減る傾向にあることが分かる。

 リセット電流が減ると書き換え可能回数が減る。つまり、消費電流の低減と書き換え可能回数の向上は、トレードオフの関係にある。あまりうれしくない傾向だ。それでもリセット電流が100nAのときに1010回、10nAのときに107回という値が得られているのは、かなり優れていると言えよう。

抵抗変化メモリ(ReRAM)の書き換え可能回数とリセット電流の関係。出典:SanDisk(クリックで拡大)
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