Unity Semiconductor, une start-up de mémoires non volatiles, sort du mode furtif ; La première matrice mémoire mondiale réinscriptible avec point de connexion ne nécessite pas de transistor dans la cellule mémoire

Unity Semiconductor Corp., une start-up de la Silicon Valley qui va intervenir sur le marché de la mémoire de stockage de données à semi-conducteur en tant que concepteur, développeur et fabricant de mémoires non-volatiles, a aujourd'hui révélé son objectif pour obtenir la plus petite matrice et le coût de fabrication le plus bas par bit du secteur. La société de mémoires non-volatiles de stockage (non-volatile memory, NVM) prévoit d'atteindre son objectif en utilisant de nouvelles architectures de matrice mémoire multi-couches et une nouvelle technologie révolutionnaire appelée CMOx^TM basée sur l'utilisation dans le traitement du semi-conducteur de nouveaux matériaux appelés oxydes métalliques conducteurs, utilisation qui permet un mouvement ionique.

« Dans deux ans, nous prévoyons d'atteindre une production en masse de notre premier produit, une mémoire de stockage de 64 gigaoctets », a déclaré Darrell Rinerson, le président-directeur général d'Unity Semiconductor, un ancien cadre du leader de la mémoire Micron Technology (NASDAQ : MU) et d'Advanced Micro Devices (NASDAQ : AMD). Unity Semiconductor, fondée en 2002, a créé avec succès la première matrice mémoire passive réinscriptible à points de connexion au monde et qui ne nécessite pas de transistor dans une cellule mémoire. Unity Semiconductor traite des produits de 64 kilooctets depuis 2 ans, des produits de 64 mégaoctets depuis 1 an et conçoit un produit de 64 gigaoctets qui est proche de la phase de post-conception. Sa production en présérie est prévue au deuxième semestre 2010 et sa production en masse au deuxième trimestre 2011.

Unity Semiconductor ne cherche pas seulement à développer une technologie de remplacement à la flash NAND pour tous les segments importants de mémoire haute densité. Elle développera et produira plutôt des technologies et des produits qui « succéderont » à la flash NAND et qui, avec le temps, s'étendront à des applications haute-performance intégrées et d'entreprise. « Il s'agit d'une ? technologie pour téraoctets ' qui viendra concurrencer les supports magnétiques rotatifs haut-volume », a déclaré Darrell Rinerson.

Unity Semiconductor interviendra sur le marché du stockage de données en tant que concepteur, développeur et fabricant de mémoires non-volatiles qu'il produira en partenariat avec un ou plusieurs fabricants de dispositifs intégrés de mémoire les plus importants. En plus d'être une société de produits, Unity Semiconductor s'engagera dans des accords sélectifs de licence de propriété intellectuelle.

« Les mémoires de classe de stockage (storage-class memories, SCM) sont actuellement définies comme étant soit basées sur la mémoire (RAM non-volatile) ou soit centrées sur le stockage. CMOx^TM est la première vraie mémoire de classe de stockage qui réponde aux critères de performance exigés pour un stockage de pointe. En tant que premier dispositif de stockage à point de connexion, CMOx^TM peut être réduit en-dessous de 20 nanomètres avec une densité volumétrique meilleure par rapport à celle de 4 bits/cellules de la NAND. Il utilise moins d'un microampère de courant d'écriture par cellule, a une performance d'écriture 10 fois supérieure, une meilleure endurance que NAND et un coût bien plus bas », a expliqué Alan Niebel, directeur général de Web-Feet Research, à Monterey, en Californie.

Sur la base des prévisions des spécialistes du marché, Unity considère que le marché accessible total pour ses mémoires non-volatiles de stockage s'élèvera à environ 15 milliards de dollars en 2010 et dépassera les 25 milliards de dollars en 2013.

L'importante proposition de la start-up faite à son marché cible découle de sa technologie propriétaire NVM nouvelle génération, CMOx^TM. Le rapport prix/performance des mémoires de stockage basées CMOx^TM permettra à Unity de cibler dans un premier temps le marché de remplacement de mémoire flash NAND haute-performance. Cependant, CMOx^TM est conçu pour les marchés naissants, tels que celui des disques électroniques (solid-state drives, SSD) pour les PC notebook et les netbooks, les dispositifs Internet mobiles et les smart phones, pour lesquels les spécialistes du marché prévoient que plus de 90 % d'entre eux auront une flash intégrée d'ici 2012.

CMOx^TM est une technologie NVM de nouvelle génération basée sur un effet de commutation propriétaire d'Unity qui se produit avec certains mélanges d'oxyde métallique. Le concept de commutation utilisé par Unity dans CMOx^TM est différent de celui utilisé dans la technologie flash actuelle. L'effet mémoire de la technologie CMOx^TM est basé sur le mouvement des transporteurs de charge ionique. Comme il ne nécessite pas un transistor par cellule, CMOx^TM peut être utilisé pour constituer une matrice mémoire passive multi-couches avec point de connexion. D'autres technologies de mémoire, telles que la mémoire PCM (phase-change memory) et la mémoire MRAM (magneto-resistive random access memory), utilisent un transistor par cellule et ne sont pas sensibles à l'architecture à puce multi-couches avec point de connexion.

La matrice multi-couches avec point de connexion d'Unity Semiconductor utilise un élément de changement de résistance (bien que ce ne soit pas une cellule mémoire RRAM (resistive RAM), comme celle en développement dans quelques autres sociétés). Dans la technologie CMOx^TM, la conduction dans le dispositif est uniforme au lieu d'être filamentaire. L'architecture de matrice mémoire avec point de connexion permet les dispositifs mémoire les plus compacts de toutes les technologies NVM de nouvelle génération. De plus, elle permet l'empilage physique de plusieurs couches mémoire. Les conceptions de base du CMOx^TM d'Unity Semiconductor utilisent 4 couches physiques de mémoire cellule multi-niveaux (multi-level cell, MLC), ce qui est déterminant pour l'augmentation de la densité des mémoires de stockage. Une technologie de mémoire non-volatile de prochaine génération propriétaire, CMOx^TM, permettra de produire des produits avec une densité 4 fois supérieure et une vitesse d'écriture de 5 à 10 fois supérieure à la technologie actuelle flash NAND. « Nous pensons que seul CMOx^TM a la petite taille de cellule permettant de battre la flash NAND en termes de coût et de densité », a déclaré Darrell Rinerson.

En plus de ses innovations techniques, Unity Semiconductor possède plusieurs concepts uniques. Le plus important d'entre eux est la séparation du traitement de la tranche de base FEOL (front-end-of-line) du CMOS du traitement de la couche mémoire BEOL (back-end-of-line). Aucune nouvelle technologie de traitement dans la tranche de base CMOS est nécessaire, car elle peut être fabriquée par un fondeur de logique CMOS avec les possibilités et capacités de production existantes sur un traitement de l'extrémité arrière du CMOS (90 nm).

Le concept BEOL Memory^TM permet à un fondeur de logique CMOS d'être présent dans le secteur des mémoires sans la prise de risque importante inhérente à ce marché.

La stratégie CMOS FEOL d'Unity Semiconductor lui permet d'être un partisan modéré de la technologie transistor CMOS. Le chemin étroit qu'il choisit n'est pas conventionnel dans la mesure où un centre mémoire de plus haute densité ne nécessite pas une migration vers la technologie CMOS de base. À la place, Unity peut utiliser le même CMOS base de 90 nm pour plusieurs générations, ainsi que l'IP d'une conception qui a fait ses preuves pour réduire le risque et le temps pour arriver sur le marché. La stratégie d'Unity Semiconductor qui consiste à emprunter un chemin étroit est unique, car elle permet de réduire les coûts de fabrication du substrat de base, c'est-à-dire que les lignes de production de l'extrémité arrière de 90 nm peuvent être utilisées, lui permettant d'utiliser les anciennes lignes de production de logique CMOS comme fondeur FEOL. De nouveaux investissements dans le traitement FEOL ne sont pas nécessaires.

Afin de conserver l'avantage intrinsèque quatre fois supérieur à la technologie traditionnelle FLASH NAND, BEOL Memory^TM doit être agressive et à la pointe, même si le CMOS de base ne l'est pas. Unity Semiconductor sera alors un proche partisan de la première technologie mémoire. Il utilisera les outils de fabrication de pointe des semi-conducteurs autant et aussi rapidement que possible. Sa stratégie BEOL Memory^TM nécessite qu'il s'engage dans un accord de partenariat pour la fabrication en quantité avec un IDM de mémoire de premier plan. « Ce modèle de production est tout aussi révolutionnaire que le produit », a déclaré Sherry Garber, associé chez Convergent Semiconductors, à Phoenix, en Arizona.

La vitesse d'horloge du premier dispositif CMOx^TM de 64 Go devrait atteindre 100 MHz. Ce CMOx^TM devrait avoir un taux de données maximum de 200 Mo/seconde. Il devrait également avoir des vitesses d'écriture soutenues de 60 Mo/s et des vitesses de lecture soutenues de 100 Mo/s.

Unity Semiconductor est une start-up avec un solide financement et avec près de 65 millions de dollars investis à ce jour par des sociétés de capital-risque de premier rang et un important fabricant de disque dur (hard-disk drive, HDD). Dernièrement, elle a obtenu un financement de série C de 22 millions de dollars provenant principalement des trois sociétés partenaires d'Unity Semiconductor, August Capital, Lightspeed Venture Partners et Morgenthaler Ventures, et le fabricant de HDD. Au total, et y compris les 10 millions de dollars de financement par emprunt, la société a obtenu près de 75 millions de dollars en financement à ce jour.

Unity Semiconductor est un concepteur et développeur de premier plan dans le domaine des mémoires non-volatiles de stockage, utilisant des architectures innovantes de matrice mémoire multi-couches, ainsi qu'une technologie innovante de cellule de mémoire, appelée CMOx^TM. Créée en 2002, Unity Semiconductor (www.unitysemi.com) est une société implantée dans la Silicon Valley, aux États-Unis. Elle emploie plus de 40 collaborateurs.

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