Start-up verspricht Flashnachfolger mit weniger Transistoren

CMOx-Speicher mit höherer Kapazität, Tempo und Langlebigkeit. Gleich drei Wünsche auf einmal will das seit Jahren mit Millionen aufgebaute US-Unternehmen "Unity Semiconductor" erfüllen: Sein neuer Speichertyp namens "CMOx" soll schneller als NAND-Flash, aber noch günstiger herzustellen und viel langlebiger sein. Zu den Unterstützern gehört auch ein mysteriöser Festplattenhersteller.

19. Mai 2009 um 19:41 Uhr / Nico Ernst

Zwei Punkte unterscheiden das Unternehmen Unity , das sich nun erstmals an die Öffentlichkeit gewagt hat, von vielen anderen Start-ups der Halbleiterbranche. Zum einen soll es die Firma mit sieben Jahren schon vergleichsweise lange geben, und zum anderen will sie bereits 53 Millionen US-Dollar an Risikokapital ausgegeben haben, wozu nun weitere 22 Millionen kommen. Die Investitionen stammen von den Finanzhäusern August Capital, Lightspeed Ventures und Morgenthaler Ventures.

Ein weiterer Anleger ist laut Unity "ein großer Festplattenhersteller, der ebenfalls schon mehrfach investiert hat" . Den Namen dieses Unternehmens nennt das Start-up nicht. Dabei könnte es sich beispielsweise um Seagate handeln, welche noch keine SSDs anbieten, aber wiederholt ihren Einstieg in dieses Marktsegment angekündigt hatten .

SSDs sind auch eines der Einsatzgebiete für die Technik namens "CMOx". Die bereits als Marke geschützte Bezeichnung ist ein Kunstwort aus CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), der Bauform der meisten Logikbausteine, und der in den USA gebräuchlichen Abkürzung "Ox" für Sauerstoff.

Sauerstoffionen sind es nämlich auch, die die Information in einem CMOx-Baustein speichern sollen. Der eigentliche Informationsträger ist also kein Transistor, wie bei einem NAND-Flash, sondern das Sauerstoffion. Dennoch zielt CMOx auf denselben Einsatzbereich, denn die Information geht anders als bei einem DRAM nicht verloren, wenn die Spannung abfällt. Da zudem nicht mit Spannungen, sondern nur mit Ladungen geschrieben wird, soll sich CMOx zudem kaum abnutzen.

Die Ionen sollen sich bei CMOx-Chips an den Kreuzungspunkten von verschiedenen Metalloxiden anlagern, die Bezeichnungen dieser Materialien nennt das Unternehmen noch nicht. Die Kreuzungen entsprechen damit den Zellen eines Flashspeichers und bestimmen die Kapazität. Diese soll bei CMOx aber bei gleicher Chipfläche rund viermal so groß sein wie bei NAND-Flash in der Bauweise mit Multi-Level-Cells (MLC).

CMOx braucht nur eine Ebene der gitterförmigen Struktur aus Metalloxiden. Derzeit lassen sich bis zu vier dieser Lagen übereinander stapeln, jede enthält bereits das Äquivalent von Flashzellen. Damit kommt CMOx bei gleicher Strukturbreite auf die vierfache Kapazität von NAND-Flash . Da die Datendichte so hoch ist, soll die Technik sich auch eignen, um ältere Chipfabriken neu auszulasten. Wo beispielsweise die Produktion von 90-Nanometer-Flash durch den rasanten Preisverfall unrentabel geworden ist, kann man mit derselben Größe der Dies die Kapazitäten von 65-Nanometer-Bausteinen erreichen.

Im Vergleich zu NAND-Flash soll CMOx zudem viel schneller sein, Unity spricht von der 5- bis 10fachen Geschwindigkeit. Ein einzelner Baustein soll bereits 100 MByte/s beim Lesen und 60 MByte/s beim Schreiben erreichen. Für solche Geschwindigkeiten brauchen Flash-Speicher heute mehrere Bausteine und einen intelligenten Controller, der sie verbindet. Diese Angaben macht Unity aber nur für einen CMOx-Chip mit 64 Gigabit Kapazität, der im ersten Halbjahr 2010 als Prototyp vorliegen soll.

Bereits seit zwei Jahren fertigt das Unternehmen CMOx-Bausteine mit 64 Kilobit, und seit einem Jahr solche mit 64 Megabit. Diese Vervielfachung der Kapazität um eine Größenordnung ist für eine neue Speicherbauform beachtlich. In den sieben Jahren seiner Existenz will Unity 60 Patente erhalten und 90 weitere angemeldet haben.

Hinter dem Unternehmen steckt der CEO und Gründer Darrell Rinerson, der zuvor für Micron und AMD tätig war. Sein Vize der Fertigungsabteilung, Robin Cheung, war früher bei Applied Materials tätig, welche Maschinen für die Halbleiterproduktion anbieten. Von Cheung stammt auch eines der zentralen Patente für die Kreuzstruktur von CMOx, das bereits 2007 beim US-Patentamt eingereicht aber noch nicht erteilt wurde.

CMOx ist dabei aber nicht der einzige designierte Nachfolger von Flashspeichern. Motorolas ehemalige Halbleitersparte Freescale und Toshiba propagieren MRAM , Samsung sein PRAM , und erst vor einem Jahr trat HP mit dem Konzept des Memristor an die Öffentlichkeit.

Während all diese Konzepte noch keine nennenswerte Anwendung bei Endgeräten finden konnten, will Unity bereits 2010 durchstarten. Der 64-Gigabit-Prototyp soll nicht ein solcher bleiben, sondern noch im selben Jahr in Massenstückzahlen lieferbar sein. Im Auge hat das Unternehmen damit aber nicht nur SSDs, sondern alle Arten von mobilen Geräten. Und deren Anzahl hatte jüngst erst Intel mit einem Volumen von über 400 Millionen Geräten im Jahr angegeben.