ランカスター大学物理学部からスピンオフして最近設立されたQuInAs Technology社は、革新的な新チップ技術であるUltraRAMの開発と商品化を唯一の目標としています。そして今回、Tom's Hardwareは初めて、英国ランカシャー州ランカスター大学にある同社の研究所で、テスト車両に搭載されたUltraRAMメモリチップの実物を独占的に見学する機会を得ました。
この潜在的に破壊的な技術は、フラッシュストレージの不揮発性とDRAMよりも高速な速度を融合するように設計されています。このメモリは電源を切ってもデータを保持し、NANDメモリの少なくとも4,000倍の耐久性を備え、1,000年以上のデータ保存が可能だと同社は主張しています。また、レイテンシはDRAMの10分の1、エネルギー効率は同等のノードで製造されたDRAMの100倍にも達するように設計されており、Metaのような業界大手の関心を集めています。
UltraRAMについて最後にレポートしたのは2022年1月でした。それ以来、QuInAsテクノロジーは新しいメモリの開発、改良、そしてテストを続けてきました。しかし、ここ数ヶ月で最も大きな変化はビジネス面で起こりました。これは、自社の技術を市場に投入したいスタートアップにとって極めて重要です。
ランカスターラボツアー
UltraRAMラボを見学し、物理学科の半導体装置を直接見学しました。ラボで利用可能な様々な製造技術について、そして装置の性能と限界について議論する機会を得ました。また、テスト車両に搭載されたメモリのプロトタイプも見学しました。
研究所が保有する最先端の技術は、研究者たちが20nmという微細な特性を持つUltraRAMデバイスを開発する上で役立ちます。この段階までの進捗は今後数ヶ月かけて行われ、UltraRAMの微細化への取り組みを評価するための高価な新しい試験・検証装置がまもなく導入される予定です。
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UltraRAM 金ワイヤボンディング
ラボツアーのもう一つの重要な部分は、UltraRAMのユニークな提案の中核となる技術を視察することでした。UltraRAM技術に必要な半導体層（GaSb、InAs、AlSb）を精密に堆積するMBE（分子線エピタキシー）装置を視察しました。
UltraRAMを支える技術
UltraRAMの進歩の鍵となるのは、三重障壁共鳴トンネル（TBRT）構造です。この高抵抗構造はフラッシュNANDの酸化膜と同様の役割を果たしますが、ランカスター大学のチームによると、1,000年以上のデータ保存を可能にします。
UltraRAMは、フラッシュNANDと同様に、フローティングゲートを用いた電荷ベースのメモリです。フラッシュNANDと同様に、フローティングゲートの電荷状態は、基礎となる「チャネル」のコンダクタンスを測定することで非破壊的に読み出されます。ただし、フラッシュとは異なり、UltraRAMはTBRT構造を採用しているため、プログラムおよび消去サイクル中にメモリが消耗することはありません。
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これは1,000万回の書き込み/消去サイクルという耐久性の大きな裏付けであり、UltraRAMの研究者たちは、今後のテストでこの耐久性の推定値が上方修正されると確信している。一方、主流のTLC 3D NANDでは、数千回の書き込みでゲート劣化が見られる可能性がある。
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UltraRAMに関するもう一つの重要な主張は、フローティングゲートが「極めて高速かつ非常に少ないエネルギーで」スイッチング可能であることです。これらの魅力的な特性も、共鳴トンネル効果という量子力学的現象によるものです。その利点の一つとして、UltraRAMは同一ノードのDRAMと比較してスイッチングエネルギーが100分の1（NANDと比較して1,000分の1）であることなどが挙げられています。さらに、UltraRAMの研究者たちは、この新しいメモリ技術は1nsの書き込み動作が可能になると予想しており、これはDRAMの約10倍の速度です。
ビジネスブースター
QuInAs社がUltraRAMの最終的な商業的成功に自信を深める上で、2つの大きな出来事がありました。まず、8月に開催されたFlash Memory Summitにおいて、UltraRAMは「最も革新的なフラッシュメモリスタートアップ」賞を受賞しました。サンタクララで開催されたイベントでは、この技術の将来に関心を寄せた人々の中にはMeta（Facebook社）もおり、特にこの英国のメモリスタートアップの省電力化の主張に興味を示していたと聞いています。
第二に、QuInAsはInnovate UKのICURE Exploit助成金を通じて多額の資金援助を得ました。助成金獲得の詳細はQuInAsから近日中に発表されますが、6ヶ月にわたる集中的なプログラムを通じて商業的実現可能性と最先端の科学を実証したことが評価されたことは明らかです。
資金が承認されたことで、UltraRAM 開発者は次のことに尽力しています。
- ナノメートル規模の UltraRAM デバイスをテストして、パフォーマンス、効率、耐久性に関する主張をさらに証明します。
- 投資家と協力して少量生産へ移行する。
QuInAsの設立により、ここ数ヶ月で事業は確実に動き始めました。さらに、今月初めにはSEMICON Taiwan 2023における政府主催の英国パビリオン出展が、潜在的な技術・製造パートナーとの協議に役立ちました。QuInAsとの話し合いから、彼らがヨーロッパ（ベルギーのIMEC）ではなく台湾で製造パートナーを見つける可能性があることがわかりました。
UltraRAM と QuInAs テクノロジーの今後はどうなるのでしょうか?
QuInAs は、技術的進歩と商業的進歩の両方に対する定められた資金提供目標に沿って、1 年間の計画を開始しようとしています。
プロセスのスケーリングと改良の主要ステップを支援するため、より優れた試験装置の開発が進められています。さらに、インドのIITルールキー校は、UltraRAMの性能をより広範なコンテキストでモデル化するパートナーとして協力します。この協力は、この技術の開発を促進し、その潜在能力を最大限に引き出すことに貢献するでしょう。
すべての新しいメモリ技術と同様に、この新しいメモリを大規模生産において経済的に製造するという課題が、大きなハードルとなるでしょう。UltraRAMの最初の市場については、QuInAs Technologyは今のところ選択肢をオープンにしています。今後の開発によって、強みと潜在的な弱点がより明確に明らかになるからです。計画通りに進めば、初期の少量生産はメモリピラミッドの頂点に位置する、最も収益性の高いセグメントをターゲットとすることになるでしょう。
マーク・タイソンはトムズ・ハードウェアのニュース編集者です。ビジネスや半導体設計から、理性の限界に迫る製品まで、PCテクノロジーのあらゆる分野を網羅的にカバーすることに情熱を注いでいます。
