В РФ разрабатывают флеш-память со сроком хранения данных в сотни лет

Специалисты Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН разработали инновационную концепцию энергонезависимой флеш-памяти, отличающейся исключительной радиационной устойчивостью и рекордной сохранностью информации. В перспективе подобные микросхемы найдут применение в аэрокосмической отрасли — на борту спутников, межпланетных станций с ядерными реакторами, а также в перспективных орбитальных дата-центрах.

Фундаментом новой технологии стали уникальные диэлектрические слои с особыми структурными дефектами, выполняющими роль электронных ловушек. Эти микроскопические зоны способны захватывать и надежно удерживать электрический заряд на протяжении долгого времени, причем именно факт присутствия или отсутствия электронов кодирует двоичные данные.

Изначально научный коллектив экспериментировал с соединениями нитрида кремния, однако позже сделал выбор в пользу высокодиэлектрических материалов — в частности, оксидов циркония и алюминия. По утверждению авторов проекта, подобное технологическое решение существенно продлевает срок удержания информации, уменьшает энергозатраты на операции перезаписи и радикально повышает стойкость микросхем к воздействию ионизирующей радиации. Данное ноу-хау уже защищено патентами.

Как пояснил ведущий научный сотрудник учреждения Владимир Гриценко, в стандартных условиях окружающей среды теоретический период удержание заряда в таких ловушках исчисляется веками. В противовес традиционной флеш-памяти с изолированным затвором, в новой архитектуре электрический потенциал локализуется непосредственно в массе диэлектрика.

Исключительная устойчивость к радиации критически важна для бортовой электроники космических аппаратов. Потоки жесткого излучения способны провоцировать сбои и разрушать массивы данных, поэтому разработанные накопители открывают новые горизонты для масштабных космических экспедиций.

Одним из наиболее многообещающих направлений эксперты считают создание космических центров обработки данных. Современные аппараты зондирования Земли и научные спутники генерируют гигантские массивы сведений, и их первичный анализ прямо на орбите позволил бы разгрузить каналы связи с наземными станциями.

В дальнейшем подобные чипы могут интегрироваться в высокотехнологичные комплексы нового поколения, включая исследовательские зонды с атомными силовыми установками. Тем не менее, для полноценной работы такой аппаратуры требуется не только защищенная память, но и радиационно-стойкие процессоры, разработка которых остается сложнейшей инженерной задачей.

Одновременно с этим исследователи изучают альтернативные методы сохранения информации, где биты формируются не за счет переноса заряда, а путем модификации фазового состояния самого вещества. По оценкам создателей, подобные экспериментальные решения способны обеспечить колоссальное быстродействие и ресурс, исчисляемый триллионами циклов стирания и записи.

Источник: iXBT