Der KI-Speicher

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IoT und KI zwingen Mikrocontroller zunehmend komplexe Daten auf immer kleinere Speicher zu schreiben. Ein ferroelektrischer Transistor könnte das Problem zukünftig lösen.

Getrieben vom globalen Trend zur Digitalisierung, Automatisierung und Vernetzung werden Milliarden von Geräten mit Mikrocontrollern ausgestattet. Die winzigen Ein-Chip-Computersysteme bilden dabei das Herzstück der Innovation in stark wachsenden Schlüsseltechnologien wie Internet of Things und Künstlicher Intelligenz. Und Branchen wie Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Sicherheit, Automobil und Luftfahrt erfahren dadurch disruptive Veränderungen.

Mikrocontroller müssen in dem Umfeld zunehmend komplexe Daten auf immer kleinere, nicht flüchtige Speicher sichern. Das erhöht unter anderem die Anforderungen an die Anzahl von Schreibzyklen und an die Dauer der Datenhaltung auch bei extremen Temperaturen. Die eFlash-Technologie – der aktuelle Industriestandard für nichtflüchtige Speicher – erfüllt die wachsenden Vorgaben nur um den Preis extrem komplexer Fertigungsprozesse.

Ferroelektrischer Transistor als Speicher

Die Speichertechnologie von FMC – einem Start-up aus Dresden – ist direkt von der Standard-CMOS-Logik abgeleitet und löst auf diese Weise das Miniaturisierungsproblem. Der Markt dafür ist riesig, aber auch schnelllebig. Hauptakteure sind integrierte Hersteller oder Halbleiterfertiger sowie sogenannte Fabless-Halbleiterfirmen. Die Ferroelectric-Field-Effect-Transistoren (FeFET) von FMC nutzen die ferroelektrische Eigenschaft von Hafniumoxid, um die CMOS-Transistoren in effiziente Speichereinheiten umzuwandeln.

CMOS-Transistoren skalieren dabei nach wie vor entsprechend dem Moore’schen Gesetz. Und die davon abgeleiteten FeFETs weisen hohe Leistung und Dichte bei extrem geringem Stromverbrauch und sehr guter Temperaturbeständigkeit auf. Dazu sind sie ohne wesentliche Änderungen oder Investitionen in bestehende Produktionslinien integrierbar, da Hafniumoxid als Isolatormaterial bereits als Industriestandard gilt. Im Vergleich zu eFlash gestaltet sich der Herstellungsprozess somit wesentlich einfacher und günstiger.

Eine Wachstumsfinanzierung von eCAPITAL und HTGF soll nun dafür sorgen, dass die „Ferroelectric Memory Company“ die Produktentwicklung und Marktdurchdringung vorantreibt.

 


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Ki-Speicher (Bild: pixabay/Pexels)

Künstliche Intelligenz in Edge-Geräten braucht günstige, energieeffiziente Speicher. (Bild: pixabay/Pexels).