Phasenwechsel-Module sind 100 Mal schneller als Flash-Speicher

Neue Technologie für Datenspeicher soll in fünf Jahren marktreif sein

Phasenwechselspeicher
Phasenwechselspeicher

Rüschlikon (Schweiz) - Aufheizen und Abkühlen: Mit diesen Prozessen können sogenannte Phasenwechselspeicher etwa 100 Mal schneller beschrieben werden als heute verbreitete Flash-Speicher. Es lockt ein weites Anwendungsgebiet von der Datenkarte für Digitalkameras bis zum Massenspeicher für Serverrechner. Wissenschaftler in der Schweiz schufen nun einen Prototypen, der sich mit 200.000 einzelnen Zellen etwa ein Megabit Daten merken konnte. Mit einer deutlichen Kapazitätssteigerung soll diese neue Speichertechnologie nach Aussage der Forscher in etwa fünf Jahren einsatzfähig sein. Über ihre Ergebnisse berichteten sie auf dem 3. IEEE International Memory Workshop in Monterey.

"Uns gelang ein großer Schritt vorwärts hin zu praktisch anwendbaren Speichermodulen auf der Basis der Phasenwechsel-Technologie"; sagt Haris Pozidis vom IBM Forschungszentrum in Rüschlikon bei Zürich. Zusammen mit seinen Kollegen ordnete er Tausende von Speicherzellen mit einem etablierten Fertigungsverfahren für Chips (90-nm CMOS) auf einem Areal an. Der Kern jeder Zelle besteht aus dem Material Germaniumantimontellurid. Bei verschiedenen Temperaturen wechselt dieses Material seinen Phasenzustand, der den Wert für den elektrischen Widerstand stark beeinflusst. Über Hitzepulse lassen sich nun diese Widerstandswerte innerhalb von zehn Millionstel Sekunden schalten und für die Speicherung der digitalen Basiswerte "0" und "1" nutzen.

Elektrische Spannungen von bis zu 2,5 Volt reichen aus, um den Phasenwechsel der Metalllegierung zu kontrollieren. Dieser Prozess verläuft nicht nur deutlich schneller als bei den heute verbreiteten Flash-Speichern. Er lässt sich zudem bis zu 10 Millionen Mal wiederholen, ohne dass die Qualität des Speichers leidet. Zum Vergleich: die besten Flash-Speicherkarten können heute etwa 30.000 Mal beschrieben werden.

Bisher sind diese Phasenwechsel-Speicher allerdings noch aufwändig gefertigte Einzelstücke. Bis zur Produktreife müsste die Kapazität noch um ein Vielfaches gesteigert werden. Gelingt dieser Schritt in den kommenden Jahren, lockt ein nichtflüchtiger Datenspeicher, der vielleicht sogar günstiger wird als Flash-Karten.