Il futuro delle memorie è già  arrivato?

Micron apre per la prima volta alla stampa specializzata le porte del suo centro di ricerca sulle memorie di prossima generazione. Un viaggio alla scoperta dei chip a cambiamento di fase.

di Davide Piumetti

Memoria, memoria e memoria. Ovunque posiamo lo sguardo, su ogni singolo dispositivo elettronico che utilizziamo quotidianamente come il Pc, lo smartphone, la fotocamera (oppure su decine di altri insospettabili), è presente la possibilità  di conservare al loro interno contenuti digitali. Negli ultimi 10 anni si è ormai consumato del tutto il passaggio di consegne tra l’analogico e il digitale, tanto da rendere il primo ormai qualcosa di “vintage” e il secondo una tecnologia di massa. L’aumento delle capacità  digitali di tutti gli oggetti (non solo informatici), da quelli più ovvi citati in precedenza a tutti quelli che comunque integrano al proprio interno componenti elettronici, continua a spingere verso l’alto la richiesta del mercato di quantitativi maggiori di memoria, in formati magari sempre diversi in base all’ambito d’utilizzo e al mercato che li richiede.

In queste pagine vogliamo accompagnarvi alla scoperta del mercato delle memorie attraverso Micron, una delle aziende leader nel mercato e prendere spunto dai progetti della stessa per immaginare cosa ci attende nei prossimi anni, vedere su cosa stanno lavorando attualmente e offrire una prima visione tecnologica su un prodotto che promette di rivoluzionare, ancora, il settore: le memorie a cambiamento di fase, o Pcm (Phase Change Memory).

Come accennato poco sopra, la memoria digitale una volta appannaggio dei prodotti di stampo informatico, è oggi presente in tutti i dispositivi elettronici che ci circondano: all’interno degli elettrodomestici di casa si nascondono chip di memoria che tengono traccia delle richieste del proprietario e ne regolano il funzionamento. Frigoriferi, lavatrici, frullatori, forni a microonde e anche le macchinette del caffè nascondo al proprio interno dei chip di memoria. In auto la situazione è la stessa, le centraline, gli schermi e i “computer di bordo” sono tra i maggiori fruitori di chip di memoria fuori dal mercato informatico. Ormai tutta l’industria, anche pesante, ha una fame sempre maggiore di memoria, con richieste di chip sempre più capienti, più resistenti e, ovviamente, meno costosi.

Diretta conseguenza di tutto ciò, unito alla costante crescita del materiale multimediale autoprodotto o reperito in rete, rende continua la necessità  di supporti di memorizzazione di ogni tipo, dalla veloce Ram interna a supporti dedicati come schede flash o dischi Ssd. Alcuni dati molto interessanti riguardanti il mercato dei semiconduttori in generale fanno riflettere su quanto la memoria sia oggi sempre più al centro delle attenzioni dei produttori e del mercato: innanzitutto puntualizziamo come nel 2001 la produzione totale di semiconduttori è stata di circa 4 miliardi di pollici quadrati di wafer di silicio, mentre nel 2011 appena passato è raddoppiata con circa 8 miliardi di pollici quadrati. Questa è una misura quantitativa della produzione che non rispecchia il numero di elementi di memoria, Cpu e altro prodotte; nel 2001 la tecnologia permetteva di produrre transistor a 130 nm, inserendone un numero limitato con una densità  notevolmente inferiore rispetto agli attuali standard da 28 a 45 nm. Dei 4 miliardi di pollici quadrati di wafer di silicio prodotti nel 2001, il 18% era dedicato ai componenti di memoria, per circa 720 milioni di pollici quadrati. Nell’anno appena passato la percentuale di spazio dedicata alla memoria è salita fino al 40% del totale, con circa 3,2 miliardi di pollici quadrati, mentre i restanti componenti sono saliti in termini di produzione di uno spazio molto minore. La capacità  di memoria non volatile prodotta è in realtà  salita da un totale di 10.000 Tbyte nel 2001 ai quasi 15.000.000 di Tbyte dello scorso anno.

Oggi sul mercato esistono moltissimi attori attivi direttamente sul fronte delle memorie, che possiamo diversificare in tre grandi categorie: le Ram dinamiche, le Nand e le memorie Nor. Solo due sono attivi sui tre fronti e sono due colossi come Micron e Samsung.

Proprio su Micron concentreremo il resto del nostro percorso, alla scoperta della realtà  di ricerca e sviluppo italiana dell’azienda e ad alcuni nuovi e interessanti prodotti che vedremo presto sul mercato.

Micron

Micron è stata fondata nel 1978 a Boise in Idaho, in una zona completamente diversa da quelle che, tradizionalmente, si sono dedicate allo sviluppo e alla produzione di componenti informatici. Negli anni la società  ha aperto numerose sedi all’estero, acquisendo inoltre alcune importanti aziende sul mercato ingrandendosi fino a divenire il colosso che è oggi. Micron conta infatti su circa 26.000 dipendenti sparsi in una dozzina di sedi in tutto il mondo, competenti soprattutto nel mercato dello sviluppo e produzione di celle di memoria ma anche in altri campi come il processamento delle immagini. Attualmente può contare su più di 17.000 brevetti a livello mondiale e su un fatturato di 8,5 miliardi di dollari.

In Italia Micron è presente in forze: le due sedi maggiori si trovano ad Agrate nella periferia milanese e ad Avezzano, in provincia dell’Aquila. La prima conta su 1.085 dipendenti e lavora principalmente sulla ricerca, sviluppo e prototipazione di memorie. La seconda impiega invece 1.839 persone e concentra i propri sforzi sulla produzione di sensori per la cattura di immagini di tipo Cmos, impiegati in molti apparecchi di cattura fotografica e video. In Italia sono presenti inoltre altre tre sedi minori a Padova, Arzano (Napoli) e Catania.

Il cuore operativo in Italia resta comunque ad Agrate, all’interno del campus R2 Technology Development Center sviluppato tramite il consorzio fondato da Micron insieme all’italiana ST Microelectronics. La sede era il quartier generale di Numonyx, azienda attiva nella ricerca, sviluppo e sperimentazione nel settore della microelettronica anch’essa fondata qualche anno fa da Intel e ST Microelectronics. Proprio da quest’ultima azienda deriva tutto il know-how italiano del settore, che ha permesso al polo tecnologico di Agrate di rappresentare un punto chiave per l’interesse di aziende leader mondiali come Micron e Intel. Le prime sperimentazioni italiane nel settore si devono infatti proprio a ST e al polo di Agrate nel 1957, a cui faranno seguito un rapporto diretto tra la ricerca e le università  più prestigiose del nostro Paese che hanno permesso negli anni di mantenere un livello qualitativo di ricerca elevatissimo. Nel campo specifico delle memorie non volatili elettroniche, come Eprom, Nor, Nand e le più evolute Mlc; il campus di Agrate ha oltre 30 anni di esperienza con più di 5000 anni-uomo di tempo impiegato nell’acquisizione di esperienze sulle tecnologie dei processi produttivi, la fisica dei dispositivi e la progettazione circuitale. All’interno del campus è sito anche un laboratorio di ricerca del Cnr, in particolare il laboratorio IMM-MDM (Institute for Microelectronics and Microsystems – Material and Device for Microelectronics), nel quale circa 50 ricercatori lavorano nei settori della ricerca per lo sviluppo di nuove tecnologie per le memorie non volatili. In particolare lo studio attuale si concentra su memorie a trappola di carica, a cambiamento di fase e su concetti emergenti come le R-Ram e le M-Ram (Resistive – Magnetoresistive). (…)

Estratto dal numero 251 di febbraio 2012 ora in edicola

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