Desarrollada nueva tecnología 3D para memorias NAND

Científicos de la Universidad de Tokio han sido capaces de desarrollar una nueva tecnología de memorias que emplea las 3D para organizar transistores con efecto de campo. Esto permite disponer de una mayor densidad de memoria, al tiempo que permite un aumento de la eficiencia energética.

El destino de este tipo de memoria serán los dispositivos conectados con capacidades integradas de aprendizaje automático y manejo de grandes cantidades de información (Big Data). Igualmente podrá ser aprovechado por las próximas generaciones de smartphones, que podrán disponer de mayor capacidad e almacenamiento.

Se trata de un nuevo avance dentro de la tecnología 3D NAND flash de almacenamiento en estado sólido, donde se suceden los avances en aumentos de densidad y reducción de consumo energético. Unos avances que cada vez llevan más al límite las propias fronteras físicas para este tipo de tecnologías.

Desde la inteligencia artificial (IA) al Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things), son múltiples los campos en los que se requieren dispositivos móviles, de tamaño compacto pero con la mayor capacidad de almacenamiento posible y, al mismo tiempo, con los menores requerimientos de consumo de energía para disponer de la máxima autonomía de funcionamiento.

Más densidad, menor tamaño, menor consumo

La solución (hasta el próximo avance) la han encontrado los investigadores del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio, describiendo en un artículo técnico un nuevo tipo de estructura de celdas que toma como base para los transistores el efecto de campo 3D de una organización con parámetros verticales. Con esto se obtiene una mayor densidad de transistores en un menor tamaño. Además se reduce el consumo de energía tanto en las operaciones de lectura de datos como en las de escritura de datos.

El secreto, en las propiedades ferroeléctricas y la resistencia eléctrica

La base para esta estructura es la utilización de transistores de efecto de campo ferroeléctrico y antiferroeléctrico, disponiendo de un canal semiconductor de óxido colocado en una capa intermedia de escala atómica. La energía requerida para las operaciones de borrado de datos es mínima al valerse de las propiedades antiferroeléctricas. Con eso mejora la eficiencia en los procesos de escritura que necesitan efectuar un borrado previo de los datos existentes.

Por otra parte estos transistores permiten el almacenamiento de datos no volátil sin consumir energía, y además la estructura vertical con la que han sido diseñados permite un aumento de la densidad in incrementar las necesidades energéticas, con lo que se reduce el consumo. La lectura y la escritura se efectúan a través de cambios en la resistencia eléctrica, permitiéndose operaciones de borrado más eficientes.

Los investigadores afirman que el dispositivo probado presenta comportamiento estable durante al menos 1.000 ciclos de escritura y borrado, avanzando un gran potencial para revolucionar el sector de la memoria no volátil, específicamente en la electrónica de consumo.