Phase Change Memory könnte die neue Halbleiterklasse SCM begründen

PCM, eine Marktnische und eine Industriekooperation

| Redakteur: Rainer Graefen

Erinnert ein wenig an die Leckerei Giotto. In Wirklichkeit handelt es sich um Teststrukturen mit Elektroden auf amorphem Kohlenstoff, die mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) sichtbar gemacht wurden.
Erinnert ein wenig an die Leckerei Giotto. In Wirklichkeit handelt es sich um Teststrukturen mit Elektroden auf amorphem Kohlenstoff, die mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) sichtbar gemacht wurden. (IBM Forschung Zürich)

Storage-Insider.de schreibt seit vielen Jahren über Forschungsergebnisse bei der Miniaturisierung der Speichertechnik. Auf der Gewinnerstraße befindet sich gegenwärtig und mit der gebotenen Vorsicht: Phase Change Memory. Zeit für einen Besuch in Rüschlikon.

Mehr Speicher, gebt uns mehr Speicher, wir ertrinken in den den Datenfluten, so warnen die Marketingabteilungen der Storage-Hersteller vor der uns drohenden Speicherzukunft. Analysten rechnen mit Verve und Hingabe aus, dass die Datenmassen auf mehrere Zetabytes angewachsen sind und tun so als ob jeder einzelne diese Menge abspeichern müsste.

Doch eigentlich gibt es keine Probleme mit diesem Speicherbedarf. Wir könnten schließlich alles auf Band speichern, das aber kaum einer mag. Oder auf Festplatten. Die sind aber zu langsam. Es geht insofern um einen anderen Rettungsring, der nicht nur hübsch anzuschauen ist, sondern speichertechnisch auch was drauf hat?

Nicht mehr Speicher, sondern anderer

Ein Mangel an Speicherplatz und auch an Speichertechniken ist derzeit nicht erkennbar. Erkennbar ist stattdessen eine Unzufriedenheit mit den Kosten für das gespeicherte Gigabyte und vor allem mit der Zugriffsgeschwindigkeit. Wahrend Tape- und HD-Hersteller sich in der angewandten Forschung mit der Kostenstruktur ihrer Produkte mühen, kämpft die Grundlagenforschung mit den Tücken zukünftiger Speichermaterialien.

In vielen Laboren arbeitet man an Speichertechnologien, die die zur Zeit gewünschten extremen Koordinaten von Zeit, Raum und Energieverbrauch bedienen können: Langlebig und schnell soll der Speicher sein, keinen Platz brauchen und erst Recht keine Energie verschwenden.

Schon das ist äußerst anspruchsvoll. Wenn das Ergebnis dann auch noch billiger sein soll als die bislang bewährten Medien, dann müssen sich Forschungsabteilungen über Jahrzehnte anstrengen, um alle Koordinaten zufriedenstellend zu bedienen.

Die PCM-Forschung kommt an ihr vorläufiges Ende

Es scheint, dass die Jahrzehnte der Forschung an ihr Ende gekommen sind - zumindest für die PCM-Technik, die schon seit langem für optische Speicher wie MO, CD, DVD und Bluray zum Einsatz kommt. Jetzt sieht es so aus als ob den Forschungslaboren in aller Welt der Sprung gelingt, das Phase Change Material auch für die Halbleiterspeicherung tauglich zu machen.

Die elektrischen Eigenschaften des von IBM vorzugsweise untersuchten Phasenwechselmaterials GST, eine Mischung aus Germanium, Antimon und Tellur, übertreffen die optischen Eigenschaften wesentlich. Die große Widerstandsänderung kombiniert mit der Fähigkeit sehr schneller Zustandsänderungen vom amorphen in den kristallinen Zustand, lassen viel Spielraum für große Erwartungen an die nächste Halbleiterspeichergeneration.

Für Storage-Insider.de waren diverse Meldungen aus den Laboren von Hynix, IBM, Micron, Samsung und Toshiba der Anlass sich einmal mit den IBM-Forschern in der Schweiz zu unterhalten. Neben dem nun fast fast produktionsreifen GST-Material erforscht das IBM Forschungslabor im Züricher Vorort Rüschlikon allerdings auch andere vielversprechende Materialien, die ähnliche Eigenschaften für widerstandsbasierte Speicher aufweisen.

So sind die IBM Forscher etwa auf amorphen Kohlenstoff (a-C) gestoßen, der vielleicht einmal GST ersetzen könnte. Dr. Evangelos Eleftheriou, Manager des Storage Teams bei der IBM Forschung Zürich, würde es zwar nie so reißerisch ausdrücken, aber GST könnte die Speichertechnik wie auch das Computing mit großen Daten in seinen Grundfesten erschüttern.

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