I begyndelsen af det nye år bliver en ny type ram-chip udbudt til udviklingsformål, det drejer sig om de såkaldte mram (Magneto-resistive Random Access Memory). Ideen stammer fra 1984, hvor to Honeywell-ansatte, Arthur Pohm og Jim Daughton, udtænkte
konceptet.

Både Motorola, IBM og Infineon ventes at være klar til masseproduktion i 2005. Intel, Siemens og Hewlett-Packard er lige i hælene. Men også i Asien er man i fuld gang. NEC og Toshiba er gået sammen om chipudviklingen, og de bliver også
klar til masseproduktion i 2005.

Mram vil på kort tid ændre, hvordan vi bruger vores pc.

Den vil nemlig blive klar til brug, straks man tænder den. Og derved bliver det mere fristende at slukke, når man forlader den. Så det sparer strøm i
husholdningen.

Men den nye teknologi vil også kunne spare på strømmen i mobile terminaler, såsom mobiltelefoner og pda’er, hvor strømforbrug er altafgørende. For mram skal ikke ”holdes vågen” med små strømpulser som dram (dynamisk ram).

Både dram og
flash-ram vil kunne erstattes med mram, som har de bedste egenskaber fra begge, nemlig hurtig udlæsning og et indhold, der fastholdes, når strømmen afbrydes.

Mram er en type hukommelse, der har rødder helt tilbage til Core Memory, en af de første
hukommelsesteknologier for tællemaskiner i 1952. Det var små ferrit-skiver, som blev magnetiseret af to signalledninger, der krydsedes i skivens hul (se link). Men der er dog et gigantisk spring til den nye mram-teknologi.

Tre typer

Faktisk er der
tre typer mram, men her omtales kun det ene princip, Magnetic Tunnel Junction (MTJ), som er længst fremme. De to andre kaldes henholdsvis Hybrid Ferromagnetic Semiconductor Structures og All-Metal Spin Transistors & Spin Valves.

MTJ går i korthed ud på
at sende strøm gennem en sandwich bestående af to magnetiske lag adskilt af en meget tynd isolator. De magnetiske lag vil typisk bestå af kobolt eller nikkel-jern, og de kan magnetiseres i forskellig orientering med små strømstød. Isolatoren består af
aluminiumoxid, mindre end en nanometer tyk.

Elektroner vil tunellere gennem isolatoren, men modstanden afhænger af, hvordan de to metallags magnetfelter er orienteret.

Derfor kan man definere, at cellen rummer et 1-tal, hvis modstanden er stor, og et
nul, hvis modstanden er lille.

Det ene metallag er en lille smule tykkere end det andet, så det kræver en lidt større skrivestrøm for at vende magnetfeltet. Det lag får lov til at bevare sin orientering altid.

Den andet metallag bliver derfor det
fleksible magnetfelt, der skal rumme en bit.

Med et lille strømstød gennem sandwichen kan cellen aflæses ved at måle modstand. Et lidt større strømstød kan skrive en ny bit, afhængigt af strømmens retning.

En ulempe er, at mram er svær at producere på
et almindeligt siliciumsubstrat. Men Motorola satser helhjertet på embedded mram, så det er åbenbart ikke for svært. De øvrige vil producere selvstændige mram-chips til erstatning for dram og flash-ram.

I Danmark har et enkelt nyt firma placeret sig i
en lun position i forhold til det kommende marked.

Firmaet Capres, som holder til på DTU, har udviklet en mram-tester, som kan teste et ufærdigt substrat, en såkaldt blanket-wafer.

"Det vil reducere en test, som kan tage op til et par uger, til få
minutter," siger Capres’ tekniske chef, Henrik Bækbo.

Kunderne bliver de store, internationale chip-producenter. j

Se historien om de Core Memory: www.columbia.edu/acis/history/core.html