La mémoire crossbar vise la succession de la flash

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La start-up californienne Crossbar a mis au point une technologie de mémoire non volatile qui pourrait à terme supplanter la flash, avec des avantages en termes de performances, de densité et de consommation d’énergie électrique.

Dans l’ombre de la flash, un nouveau type de mémoire non volatile prépare sa révolution : la crossbar, développée par la start-up californienne du même nom.

Elle serait jusqu’à 40 fois plus dense que la plus compacte des mémoires actuelles, consommerait moins d’énergie électrique et rivaliserait avec la DRAM en termes de performances.

Selon Wei Lu, professeur à l’Université du Michigan et cofondateur de Crossbar, le plus gros challenge a été d’adapter la production de masse aux process utilisés actuellement dans les fabs.

Pour l’heure, une puce de test est en production chez le fondeur taïwanais TSMC.

Elle intègre une couche de structures crossbar empilée au-dessus de la circuiterie conventionnelle en CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), laquelle gère la lecture, l’écriture et l’effacement de données.

Si la plus dense des mémoires flash peut aujourd’hui stocker 16 Go sur une même puce de 144 mm², la crossbar pourrait porter cette capacité à 1 To sur une surface de 200 mm², soit l’équivalent d’un timbre-poste.

L’implémentation d’une architecture à motif nanométrique n’y est pas étrangère.

Une structure en forme de grille est formée par deux couches d’électrodes régulièrement espacées, en forme de tiges et superposées les unes aux autres.

Les barres de la couche supérieur sont orientées à 90 degrés par rapport à celles de la couche inférieure, les bits de données étant stockés à chacune des jonctions où se croisent les électrodes, via une entretoise faite de silicium amorphe.

Cette dernière sépare l’électrode de la couche supérieure – composée d’argent – de celle de la couche inférieure, constituée d’un conducteur non métallique.

Pour mémoriser un bit, l’entretoise passe brièvement d’isolant à conducteur pour permettre au courant de passer.

L’écriture d’une donnée se fait en appliquant une tension de contrôle spécifique à une jonction. Si la valeur est positive, des nanoparticules d’argent débordent hors de la tige supérieure jusque dans l’entretoise de silicium et pénètrent finalement assez loin pour créer un trajet électrique entre les barres supérieure et inférieure, de sorte que le courant peut circuler.

Le processus est inversé si la tension est négative. Cette technologie est exploitée depuis plusieurs années comme base de nouvelles idées en matière d’électronique.

Crossbar a d’ailleurs déjà levé, comme le note Silicon.fr, 25 millions de dollars auprès des fonds de capital-investissement Kleiner Perkins Caufield & Byers, Artiman Ventures et Northern Light Venture Capital.

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