Nach Jahren der Grundlagenforschung stehen neue Speichermedien auf Basis von Ferroelektrika fast vor dem Durchbruch. Stoffe mit komplizierten Namen wie Barium-Titanat-Zirkonat oder Strontium-Wismut-Tantalat verschaffen dem elektronischen Gedächtnis von morgen interessante Eigenschaften: So behält das so genannte FRAM (Ferroelectric Random Acces Memory), im Gegensatz zum heutigen DRAM, seine Informationen dauerhaft auch dann, wenn der Strom einmal ausfällt. Ein weiterer Vorteil liegt in ihrer hohen Geschwindigkeit, erläutert Carlos Araujo, Vorstandsmitglied der Symetrix Corporation, einem weltweit führenden Unternehmen bei Ferro-Speichern: "Unsere Speichermodule nehmen in 100 Nanosekunden Informationen auf, etwa so schnell wie heutige Speicherchips, allerdings bleiben die Daten bei einem Stromausfall erhalten – Gerade bei mobilen Geräten kann das schnell passieren."
Die Eigenschaften von Ferroelektrika sind schon seit Jahrzehnten bekannt. Sie speichern Ladungszustände in ihrem Kristallgitter, wenn ein Strom angelegt wird. Der so erzeugte Zustand bleibt auch dann erhalten, wenn die elektrische Versorgung abgestellt wird. Je nachdem, ob ein positiver oder negativer Strom angelegt wird, sind zwei Grundzustände des Speichers möglich – Grundvoraussetzung für digitale Speicherung.
"Dabei verschieben wir Atome mittels Polarisation unter nur sehr geringem Energieeinsatz in einem Kristallgitter", so Araujo weiter. Einmal gesetzt, lassen sich die Atome nur durch eine entgegengesetzte Spannung erneut verschieben und behalten daher ihre Information dauerhaft. Im Gegensatz zu Eproms und Flash-Speichern, die ebenfalls schnell ansprechbar und mehrfach beschreibbar sind und auch Daten ohne permanenten Strom lagern, besitzen Ferro-Materialien eine wesentlich höhere Haltbarkeit – sie lassen sich milliardenfach beschreiben und auslesen. Überdies sind Ferro-Speicher billiger, denn während Informationen bei Silizium-Halbleitern in komplizierten Strukturen gespeichert werden, erfüllt diese Aufgabe das natürliche Kristallgitter beim Ferro-Speicher.
Allerdings existieren erst jetzt geeignete Produktionsmethoden, mit denen die Ferro-Speicher auch in die Produktion von Speicherchips integriert werden können. Dabei werden die ferroelektrischen Schichten einfach auf normale Schaltkreise aufgedampft, wie sie auch bisherige Speicherbausteine besitzen. Die komplexe Speicherlogik, bestehend aus einem Dutzend verschiedener Schichten, entfällt dabei jedoch und spart somit wiederum Kosten ein. Weiterer Vorteil: Wahrend eine Flash-Card zwölf Volt Betriebsspannung benötigt, kommt ein Ferro-Speicher mit gerade drei Volt aus.
Bereits heute bieten Hersteller wie Infineon, Fujitsu oder Matsushita Chipkarten mit Ferrospeichern für Zugangskontrollen an, die berührungslos funktionieren. Weltweit entwickeln die großen Chipkonzerne überdies Speicher für Computer, Kameras und Funktelefone. Mit ersten Ferro-Speicherkarten rechnet die Branche in zwei bis drei Jahren. Eine neue Revolution kündigt sich an.
Die Eigenschaften von Ferroelektrika sind schon seit Jahrzehnten bekannt. Sie speichern Ladungszustände in ihrem Kristallgitter, wenn ein Strom angelegt wird. Der so erzeugte Zustand bleibt auch dann erhalten, wenn die elektrische Versorgung abgestellt wird. Je nachdem, ob ein positiver oder negativer Strom angelegt wird, sind zwei Grundzustände des Speichers möglich – Grundvoraussetzung für digitale Speicherung.
"Dabei verschieben wir Atome mittels Polarisation unter nur sehr geringem Energieeinsatz in einem Kristallgitter", so Araujo weiter. Einmal gesetzt, lassen sich die Atome nur durch eine entgegengesetzte Spannung erneut verschieben und behalten daher ihre Information dauerhaft. Im Gegensatz zu Eproms und Flash-Speichern, die ebenfalls schnell ansprechbar und mehrfach beschreibbar sind und auch Daten ohne permanenten Strom lagern, besitzen Ferro-Materialien eine wesentlich höhere Haltbarkeit – sie lassen sich milliardenfach beschreiben und auslesen. Überdies sind Ferro-Speicher billiger, denn während Informationen bei Silizium-Halbleitern in komplizierten Strukturen gespeichert werden, erfüllt diese Aufgabe das natürliche Kristallgitter beim Ferro-Speicher.
Allerdings existieren erst jetzt geeignete Produktionsmethoden, mit denen die Ferro-Speicher auch in die Produktion von Speicherchips integriert werden können. Dabei werden die ferroelektrischen Schichten einfach auf normale Schaltkreise aufgedampft, wie sie auch bisherige Speicherbausteine besitzen. Die komplexe Speicherlogik, bestehend aus einem Dutzend verschiedener Schichten, entfällt dabei jedoch und spart somit wiederum Kosten ein. Weiterer Vorteil: Wahrend eine Flash-Card zwölf Volt Betriebsspannung benötigt, kommt ein Ferro-Speicher mit gerade drei Volt aus.
Bereits heute bieten Hersteller wie Infineon, Fujitsu oder Matsushita Chipkarten mit Ferrospeichern für Zugangskontrollen an, die berührungslos funktionieren. Weltweit entwickeln die großen Chipkonzerne überdies Speicher für Computer, Kameras und Funktelefone. Mit ersten Ferro-Speicherkarten rechnet die Branche in zwei bis drei Jahren. Eine neue Revolution kündigt sich an.