Speicher aus Deutschland: FMC macht aus Qimondas Erbe den ferroelektrischen DRAM+

Die Unternehmen FMC und Neumonda wollen wieder Halbleiter-Speicher aus Deutschland etablieren. Dafür auserkoren wurde eine Technik aus dem Erbe von Qimonda: der sogenannte DRAM+, eine Variante des ferroelektrischen Speichers (FeRAM), die Qimondas Hafniumoxid-Technologie nutzt.

FeRAM steht für Ferroelectric Random Access Memory und ist eine Form von nichtflüchtigem Arbeitsspeicher, der sich die ferroelektrischen Eigenschaften von Kristallstrukturen zunutze macht. Die Dresdner Ferroelectric Memory GmbH (FMC) nennt ihren speziellen FeRAM „DRAM+“.

HfO2 macht den Unterschied bei FeRAM

FeRAM gibt es schon lange, doch der ehemalige deutsche DRAM-Hersteller Qimonda hat eine Methode entdeckt, diesen vollständig mit CMOS-Herstellungsverfahren kompatibel zu machen. Dabei kommt das sogenannte Hafniumoxid beziehungsweise Hafniumdioxid (HfO2) zum Einsatz. Das Material soll sich wie auch andere Ferroelektrika durch eine „außergewöhnliche Temperaturstabilität, Lebensdauer, Retention und Schaltgeschwindigkeit“ auszeichnen, schreibt FMC. Doch im Gegensatz zu den herkömmlichen Ferroelektrika sei HfO2 „zu 100 % CMOS-kompatibel“. Das bedeutet, dass die bisherigen Prozesse, Chemikalien und Temperaturbereiche aus der Siliziumtechnologie auch für den DRAM+ einsetzbar sind.

Damit wird eine wesentliche Schwäche des bisherigen FeRAM ausgemerzt: die Skalierbarkeit auf feine Strukturbreiten, um hohe Speicherdichten zu ermöglichen. Wie Tom's Hardware berichtet, soll sich der DRAM+ in 10 nm und darunter herstellen lassen. Damit könne sich der DRAM+ zumindest den Speicherdichten von DRAM annähern, besitzt aber zusätzlich den Vorteil, Daten ohne Stromzufuhr vorhalten zu können. In puncto Leistung und Haltbarkeit soll DRAM+ dem flüchtigen DRAM ebenbürtig sein.

FMC wurde gegründet, um die geniale Entdeckung des ferroelektrischen Effekts von HfO2 für Halbleiterspeicher zu nutzen. Auf einen DRAM angewandt, verwandelt er den DRAM-Kondensator in einen stromsparenden, nichtflüchtigen Speicherbaustein, während sämtliche Vorteile eines DRAM-Speichers erhalten werden. So entsteht ein bahnbrechender, nichtflüchtiger DRAM-Speicher, der ideal für KI-Rechenleistungen ist.

Thomas Rueckes, CEO von FMC

Kooperation mit Neumonda

FMC wurde 2016 als Spin-off der NaMLab GmbH, einem Unternehmen der TU Dresden, gegründet, um die von Qimonda erfundene ferroelektrische Hafniumoxid-Technologie zu kommerzialisieren.

Dabei soll die nun verkündete Kooperation mit Neumonda helfen. Gemeint ist das Know-how der Entwicklungssparte Neumonda Technology, die wiederum „aus der DNA von Qimonda entstanden ist“, wie die Unternehmen beschreiben. Neumonda will „Burn-In und Array-Tests von DRAM-Speicherkomponenten und -Modulen drastisch reduzieren und insbesondere für industrielle und spezielle Marktsegmente erschwinglich machen“. Beim Testen wie auch der Vermarktung von DRAM+ soll Neumonda also helfen.

Weil unsere Technologie einzigartig auf dem Markt ist, ist das kosteneffiziente Testen unserer Speicherprodukte entscheidend für deren Vermarktung. Mit Neumonda und seinem völlig neuen Test-Ansatz haben wir einen Partner gefunden, der uns helfen kann, die Entwicklung unserer Produkte zu beschleunigen.

Thomas Rueckes, CEO von FMC

Mit dieser Zusammenarbeit kommen wir dem Ziel, einen erfolgreichen deutschen Speicherhersteller zu schaffen, einen großen Schritt näher.

Peter Poechmueller, CEO von Neumonda

Vielseitige Einsatzgebiete

DRAM+ ist noch lange kein Serienprodukt, soll sich aber in der Theorie für diverse Aufgaben in verschiedenen Bereichen wie Automobile, Luftfahrt, Medizin und Verbraucherelektronik anbieten. Als klassischer DIMM, Cache-Chiplet für KI-Beschleuniger oder Zwischenspeicher in Festplatten ... die Möglichkeiten seien vielfältig.

Letztlich klingen diverse neue Speichertechnologien auf dem Papier vielversprechend. Am Ende bestimmen vor allem Nachfrage und Herstellungskosten den Erfolg.

Der technische Ansatz von FMC hat Investoren aber überzeugt, sodass das Start-up im Herbst 2020 in einer B-Finanzierungsrunde rund 20 Millionen US-Dollar von Investoren erhielt. Der neue DRAM-Marktführer SK Hynix bekundete mit einer Beteiligung ebenfalls erstes Interesse.