במפגש בכירי תעשיית השבבים במסגרת כנס ChipEx2025, הציג קובי חנוך, מנכ"ל וויביט ננו, סקירה מעמיקה של עתיד הזיכרונות הבלתי־נדיפים (NVM) והטמעתם במערכות על־שבב (SoC).

“חנוך פתח בהצגת המגבלות האופייניות לטכנולוגיית פלאש המובנית, לרבות מהירות גישה נמוכה, צריכת הספק גבוה, עמידות מוגבלת בטמפרטורות קיצוניות וקושי בסקלאביליות מתחת ל-28 ננומטר, והסביר מדוע המעבר לפתרונות אלטרנטיביים הפך לנחוץ בתכנון שבבים מודרניים.”

בהמשך, הציג חנוך סיכום קצר של ניסיונות העבר והכשלונות הטכנולוגיים שאפיינו ויכוחים בתחילת שנות האלפיים סביב מחליפי פלאש, כגון FeRAM, PCM, MRAM ו-3D XPoint.

“אף ש-MRAM הגיע לייצור סדרתי דרך חברות כמו Everspin, העלויות הגבוהות והרגישות לשדות מגנטיים הגבילו את אימוצו. בשנים האחרונות צבר תאוצה פתרון ה-RERAM (Resistive RAM), אשר מציע עלות ייצור נמוכה משמעותית, עמידות עד 150 °C ומחזורי כתיבה של יותר מ-100,000.”

חנוך תיאר את עקרון הפעולה הפשוט יחסית של RERAM ומיקד ארבעה תחומי יישום בולטים: מוצרי צריכה עם ניהול הספק חכם, רכבים בתהליכים מתקדמים, בינה מלאכותית בקצה ונוירומורפיקה.

“שילוב RERAM מאפשר למקם את הזיכרון בסמוך למעגלים האנלוגיים ללא פגיעה בתפקודם, ובכך לייעל עלויות ולצמצם את מספר השבבים הנדרש במערכת.”

בסיום, הציג חנוך את מסלול ההטמעה של וויביט ננו בשיתוף LETI בצרפת, SkyWater בארה"ב ו-BB Hi-Tech, כולל שבבים תפקודיים ב-22 ננומטר ותעודות AEC-Q100.

חנוך סיכם: “וויביט ננו עומדת כספקית העצמאית היחידה של טכנולוגיית RERAM המוכנה לייצור סדרתי, וצפויה להניע מהפכה בזיכרונות בלתי-נדיפים, שתעצים יכולות עיבוד, תפחית צריכת הספק ותייעל עלויות ביישומים מתקדמים.”

הפוסט ReRAM – העתיד של הזיכרונות הבלתי־נדיפים במערכות על־שבב הופיע לראשונה ב-Chiportal.

זה לא היה מזמן כשמנכ"ל וויביט ננו קובי חנוך התמקד בבניית עסקי הזיכרונות המשובצים של החברה עם מוצרים בדידים לפני כמה שנים. אבל החברה משנה כיוון, אמר, כדי להיענות לביקוש של הלקוחות באמצעות תוכנית לתת מענה לצרכים של רכיבי זיכרונות בדידים המבוססים על טכנולוגיית ה-ReRAM שלה.

"התוכנית הייתה לבסס את עצמנו קודם בשוק המשובץ, להשיג  תזרים הכנסות ואז להתחיל לעבוד על זה", הוא אמר ל-EE Times בראיון טלפוני לאחרונה. אולם, כשהחברה דיברה עם יותר ויותר לקוחות פוטנציאליים, התברר שיש צורך דחוף בחזית הבדידים. חנוך אמר שהדרישה הכי דוחקת וההזדמנות הכי מציאותית עבור ReRAM בדיד היא תחליף לפלאש NOR, שיש קושי להגדיל את ייצורו.

אחת הלקוחות האלה היא XTX Technology הסינית, שבסוף 2019 הודיעה שהיא שכפלה בהצלחה מדידות בשבבי זיכרון לא נדיף של וויביט ננו שקודם לכן הושגו במכון המחקר הצרפתי לטי. האימות הזה נחשב לצעד חשוב בהוכחת היכולת לייצר את ה-ReRAM המבוסס על תחמוצת סיליקון (SiOx). חנוך אמר שהחברה לא ביקשה שהטכנולוגיה שלה תאומת על ידי צד שלישי כגון XTX, לחברה היה פתרון שהיא רצתה מאוד לנסות. "XYX באה אלינו".

תא ה-ReRAM של וויביט מורכב משתי שכבות של מתכת עם שכבה של תחמוצת סיליקון (SiOx) ביניהן שכוללות חומרים אפשר להשתמש בהם בקווי ייצור קיימים.

אבל ל-ReRAM בדיד יש אתגרים טכנולוגיים משלו, ובהם התוכנית של וויביט ננו תתמקד, אמר חנוך. "צריך שיהיה בורר טוב יותר מטרנזיסטור. בשוק המשובץ טרנזיסטור מספיק טוב. הוא אולי גדול, אבל לאנשים לא באמת אכפת כל כך מהגודל של מערך הזיכרון". אבל כדי ש-ReRAM בדיד יחליף משהו כמו פלאש NOR הגודל כן חשוב, המשמעות היא שצריך בורר, אמר. בורר עוזר לבודד את תאי הזיכרון כך שרק התאים הספציפיים שצריכים להשתנות משתנים, וכל התאים האחרים מנותקים ולא מושפעים. "בורר זה לא משהו שעושים תוך כמה ימים".

חנוך אמר שהשותפות הוותיקה של החברה עם לטי תמלא תפקיד חשוב בפיתוח הבורר שנחוץ, כי למכון המחקר כבר יש בורר שנמצא בפיתוח בחמש השנים האחרונות כדי למלא מגוון של מטרות. זה חוסך לוויביט ננו קצת זמן, ומפחית את הסיכון של לטי.

"עכשיו זה מתחיל להיראות יותר מציאותי. בסופו של דבר, ישתמשו בבורר גם למערכים יותר גדולים", אמר, וזה יוכל לאפשר ל-ReRAM להתחרות בפלאש NAND, למרות שאנחנו רחוקים כמה שונים מהתרחיש הזה. "כשיש הזדמנות טובה, צריך לחטוף אותה ולהשתמש בה לפני שהיא תיעלם".

תוכנית הפיתוח המשותף בין וויביט ולטי התחילה בספטמבר 2016, והאיצה את ההתקדמות של הטכנולוגיה של וויביט ננו, שכוללת שימוש בטכנולוגיית תחמוצת הסיליקון הייחודית של החברה, אמר חנוך, שהתחיל לראות בלטי שלוחה של החברה  שלו. "בורר, כמובן, הוא משהו שהוא פרויקט עצום. זה היה אך טבעי לעבוד איתם".

אפילו אם בעיית הבורר תיפתר, יש משוכות אחרות פשוט משום שייצור זיכרון בדיד זה עניין אחר לגמרי מאשר זיכרון משובץ.

"לוקח שנים רבות לפתח את המוצר ולהביא אותו להפקת רווח בקנה מידה של ייצור המוני", אמר מייקל יאנג, מנהל ב-IHS Markit. האופן שבו שופטים טכנולוגיה של חברה כשבב עצמאי שונה מכאשר היא משובצת עם פתרון רחב יותר של חברה אחרת. בזיכרונות משובצים, זה בדרך כלל הסדר של קניין רוחני שבו מישהו משתמש בטכנולוגיה כחלק מהפתרון שלו, ולא ייצור ומכירה של המוצר, אמר.

"המודל העסקי שונה מאוד מאשר מוצר בדיד ואין את ההשקעה בקו הייצור". יש הרבה עלויות הון מראש בזיכרונות בדידים, אמר. "זה הרבה יותר קשה מבחינת מדרגיות, ייצור המוני, הגודל והעלות וכל זה".

המודל העסקי המשובץ פשוט וזאת הסיבה שרוב סוגי הזיכרון המתפתחים האלה בוחרים במסלול הזה, לפחות בהתחלה, אמר יאנג, עד שאפשר יהיה להוכיח את הטכנולוגיה ולהביא אותה לשלב הבא מבחינת יכולת וביצועים. המסלול של ReRAM דומה במידת מה לזה של MRAM, שבו חברות כמו Everspin בנו בסיס לקוחות לזיכרונות משובצים עם הכנסות שיכולות לממן את פעילות הזיכרונות הבדידים שלה.

חנוך אמר שלמרות הגברת הפיתוח של ה-ReRAM הבדיד שלה, וויביט ננו בהחלט לא נוטשת את השוק המשובץ. "זה עדיין בבירור המסלול המהיר בהרבה להכנסות. אנחנו צריכים לסיים את הפיתוח של מודול הזיכרון כדי להגיע לשלב שבו נוכל להתחיל בדיונים מסחריים עם לקוחות".

הפוסט Weebit Nano מגבירה את הפיתוח של ReRAM בדיד הופיע לראשונה ב-Chiportal.