>福田昭のストレージ通信ストレージが経てきた過去の道筋をたどり、現在を見つめ、将来を探る。Technologyの2020会計年度第2四半期(2019年10〜12月期)の業績を紹介する。売り上げの大半を占めるHDDの市況が回復したことで、3四半期連続で売り上げが増加した。Technologyについて、2019年10月〜12月期の業績を説明する。Technologyの2020年会計年度第1四半期(2019年7〜9月期)の業績を紹介する。同四半期の売上高は25億7800万米ドルで、2四半期連続で増加した。Digital(WD)の四半期業績を説明する。同社の2020年度第1四半期(2019年7〜9月期)の売上高は、前四半期比11%増の40億4000万米ドルである。5四半期ぶりに前四半期比で売り上げが増加した。Technologyの2019年会計年度(2019年6月期)業績を取り上げる。両社ともに減収減益で、特にWDは営業利益が大幅に減少する結果となった。3四半期ぶりの増収に今回はSeagateの四半期決算(2019年会計年度第4四半期)を紹介する。売上高が前の四半期を上回るのは3四半期ぶりで、利益も回復しつつあることが見て取れる。Digitalの四半期決算(2019年会計年度第4四半期)を紹介する。売上高は4四半期連続の減収となったものの、底を打つ兆しが見えてきた。半導体メモリの技術動向を総ざらい(16):次世代メモリの長所と短所を一覧する本シリーズの最終回となる今回は、次世代メモリの長所と短所をまとめる。既存のメモリ技術ではDRAM、NANDフラッシュが主流であり、少なくとも今後5年間はその地位が揺らぐことはないだろう。今回は「強誘電体メモリ(FeRAM)」を取り上げる。FeRAMの記憶原理と、60年以上に及ぶ開発の歴史を紹介しよう。)福田昭のストレージ通信(155):ハードディスク業界の国内最大イベント、今年は7月末に開催(後編)2019年7月25〜26日に開催される「国際ディスクフォーラム」のプログラムを紹介する。後編では、2日目(7月26日)のプログラム内容を取り上げたい。)福田昭のストレージ通信(154):ハードディスク業界の国内最大イベント、2019年は7月末に開催(前編)2019年7月25〜26日に東京都内で開催される「国際ディスクフォーラム」の開催プログラムが決定した。前後編に分けて、プログラムの内容を紹介していく。RAM)について解説する。NRAMの記憶原理と、NRAMの基本技術を所有するNanteroの開発動向を紹介しよう。半導体メモリの技術動向を総ざらい(13):抵抗変化メモリ(ReRAM)の製品化動向と製造コスト見通し抵抗変化メモリ(ReRAM)の製品化動向と製造コスト見通しを紹介する。ReRAMの製品化で大きな役割を果たしているベンチャー企業各社を取り上げたい。半導体メモリの技術動向を総ざらい(12):クロスポイント化に期待がかかる抵抗変化メモリ(ReRAM)今回は抵抗変化メモリ(ReRAM)を解説する。ReRAMの原理の他、記憶密度を向上させる手段について説明する。今回は、MRAMの技術開発状況と製品化動向を取り上げる。最近のMRAM開発で注目されている埋め込みメモリについて解説する。今回から磁気抵抗メモリ(MRAM)について解説する。MRAMの構造と、長所、短所をそれぞれ説明しよう。XPointメモリ」の研究開発が、オープン・モードで始まり、後半はステルス・モードとなっていたことを説明する。XPointメモリ」で劇的に復活したことをご説明しよう。半導体メモリの技術動向を総ざらい(7):次世代メモリ技術の最有力候補はPCMとMRAM、ReRAM今回は、次世代メモリの立ち位置を再確認した上で、相変化メモリ(PCM)、磁気抵抗メモリ(MRAM)、抵抗変化メモリ(ReRAM)という3つの最有力候補について解説する。Technologyの四半期業績をご説明している。前回はWDの四半期業績を説明した。今回はSeagateの四半期業績を紹介する。Technology(以下、Seagate)が、四半期の業績を相次いで公表した。発表日(現地時間)はWDが4月29日、Seagateが4月30日である。そこで今回と次回は、半導体メモリ技術の動向を解説するシリーズ連載を休載し、WDとSeagateの四半期業績をご説明する。次世代メモリの発案から製品化までは10年近くかかる。今回は、その道のりの後半部分として、設計ルールの選択やサンプル試作、量産までのステップを説明する。次世代メモリのコンセプト考案から製品化までの道のりは長く、10年近くかかることは珍しくない。今回は、その道のりを見ていこう。今回は次世代メモリの理想と現実の違いを述べるとともに、コンピュータのメモリ階層における次世代メモリの立ち位置をご説明する。今回はDRAMのスケーリングと、次世代メモリへのニーズが高まっている背景を取り上げる。半導体メモリの技術動向を総ざらい(2):NANDフラッシュメモリのスケーリング論2018年8月に開催された「フラッシュメモリサミット」から、半導体メモリの技術動向に関する講演の内容を紹介するシリーズ。今回は、次世代メモリが期待される3つの理由のうち、スケーリング(微細化または高密度化)について解説する。Memories」のタイトルで述べた、半導体メモリの技術動向に関する講演がある。その内容が興味深かったので、講演の概要をシリーズでお届けする。Technology(以降はSeagateと表記)が、四半期の業績を相次いで公表した。発表日(現地時間)はWDが2019年1月24日、Seagateが2月4日である。そこで前回と今回は、WDとSeagateの四半期業績をご説明している。前回はWDの四半期業績をご説明した。今回はSeagateの四半期業績をご紹介する。Digital(WD)の四半期決算(2019会計年度第2四半期)について、まとめる。今回は、次世代メモリのうち、MRAM(磁気抵抗メモリ)とクロスポイントメモリ(XPoint)について、市場予測と開発状況を説明する。半導体メモリの勢力図(5):既存のメモリと次世代のメモリを比較する今回は、DRAMやNANDフラッシュメモリなど既存のメモリと、MRAM(磁気抵抗メモリ)やReRAM(抵抗変化メモリ)といったエマージング・メモリ(次世代メモリ)の特徴を比較する。今回は、NANDフラッシュメモリとDRAMの市場成長と価格変動について取り上げる。NANDフラッシュの製造コストを比較する。半導体メモリの勢力図(3):NANDフラッシュメモリの事業収益と価格の推移を振り返る今回は、NANDフラッシュメモリの現在の市況について説明する。具体的には、供給過剰だった2016年前半から、品不足による価格上昇を経て、需給バランスの緩和で値下がりが始まった2018年までの動きを見る。今回は、「シリコン・サイクル」について解説する。シリコン・サイクルの4つの状態と、シリコン・サイクルが備える特性を紹介する。半導体メモリの勢力図(1):DRAMとNANDフラッシュのベンダー別シェア2018年に開催された「フラッシュメモリサミット」では、さまざまな講演が行われた。2018」の内容を紹介する。NANDのスケーリング」シリーズの最終回となる今回。NANDフラッシュの高密度化と大容量化を支える技術のロードマップを紹介する。NANDフラッシュメモリの高密度化と大容量化を実現する手法について、技術的な難度を低減する2つの方法を解説する。NANDフラッシュメモリ技術に関する講座を紹介するシリーズ。NANDフラッシュの高密度化と大容量化の手法(スケーリング手法)と、時間的なスケジュール(ロードマップ)をご紹介していく。Technologyの四半期業績(2019会計年度第1四半期)について解説する。Technologyが四半期の業績を発表した。Digitalの業績について説明する。Fill)」技術と、「平坦(へいたん)化(Planarization)」技術を紹介する。Formation)」技術について解説する。Ratio)のパターン形成」を取り上げる。今回は、同技術の異方性エッチングについて解説する。Ratio)のパターン形成」技術について解説する。NANDのスケーリング(8):メモリセルの制御ゲートをワード線に引き出すステアケース今回は、「ステアケース(Staircase)のパターン形成」技術について解説する。注目したいのが、ステアケースのパターン形成を短時間で行える「トリム」技術だ。NANDフラッシュメモリの製造プロセスにおける重要な技術の一つであるマルチペア(Multi-pair)薄膜の成膜(Deposition)」を解説する。NANDフラッシュメモリの製造プロセスにおける重要な技術(キープロセス)について解説する。NANDフラッシュのスケーリング(高密度化)手法の違いについて解説する。NAND技術とそのスケーリングに関する材料とプロセス、製造装置の展望」の概要をシリーズで紹介している。NANDフラッシュメモリの断面構造と、メモリセルアレイの製造工程を解説しよう。NANDフラッシュ技術におけるメモリセルアレイ構造の違いを、より具体的に説明する。NANDフラッシュ技術への転換について解説する。NAND技術とそのスケーリングに関する材料とプロセス、製造装置の展望)」の概要をシリーズでお届けする。Technologyについて、2018会計年度の第4四半期および通年業績を解説する。Digitalの2018年度6月期における業績を振り返ってみたい。GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(10):2xnm技術で試作した40Mビット埋め込みMRAM(後編)2xnm世代のCMOSロジック製造技術によって記憶容量が40Mビット(5Mバイト)の埋め込みMRAMマクロを試作した結果を報告する後編である。ここでは、長期信頼性(書き換えサイクル数とデータ保持期間)とはんだ付け耐熱性に関する試験結果を紹介する。GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(9):2xnm技術で試作した40Mビット埋め込みMRAM(前編)2xnm世代のCMOSロジック製造技術によって記憶容量が40Mビット(5Mバイト)の埋め込みMRAMマクロを試作した結果を、前後編で報告する。前編では、高温動作での読み出し電圧マージンの確保と、低温動作での書き込み電圧マージンの維持について紹介する。GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(8):磁気トンネル接合(MTJ)におけるSRAM代替用とフラッシュ代替用の違いSRAM代替用MRAMとフラッシュメモリ代替用MRAMでは、磁気トンネル接合(MTJ)の特性がどのように異なるのだろうか。多層配線の製造工程に磁気トンネル接合(MTJ)の製造プロセスを組み込むと、どのようなことがMTJに要求されるようになるのか。今回は、その要求を解説する。GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(6):埋め込みMRAMのメモリセルと製造プロセス今回は、ロジックへの埋め込みに向けたMRAMのメモリセルと製造プロセスについて解説する。今回は、MRAMのメモリセルの構造と、データの読み出しと書き込みの原理をご説明する。埋め込みフラッシュメモリの置き換えを想定したMRAM(eMRAM-F)と、埋め込みSRAMの置き換えを想定したMRAM(eMRAM-S)が、IoT(モノのインターネット)や自動車で使われる場合、どういった仕様が要求されるのか。データの書き換え特性を中心に解説する。GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(3):埋め込みMRAM技術がフラッシュとSRAMを置き換えへ今回は、GLOBALFOUNDRIESが提供する埋め込みMRAMマクロの概要を解説する。GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(2):微細化限界に達したフラッシュをMRAMで置き換え埋め込みフラッシュメモリが直面する課題は、微細化の限界である。GLOBALFOUNDRIESは、2xnm以下の技術世代に向けた埋め込み不揮発性メモリとして、MRAM(磁気抵抗メモリ)を考えている。Automotive(IoTと自動車に向けた埋め込みMRAM技術)」の概要を今回からシリーズで紹介する。STが語る車載用埋め込み不揮発性メモリ(13):多層配線工程に記憶素子を埋め込む不揮発性メモリ技術(後編)後編では、多層配線工程の中に記憶素子を作り込むタイプの埋め込み不揮発性メモリについて、その利点と、メモリセルの記憶素子を実現する技術を解説する。)福田昭のストレージ通信(99)STが語る車載用埋め込み不揮発性メモリ(12):多層配線工程に記憶素子を埋め込む不揮発性メモリ技術(前編)多層配線工程の中に記憶素子を作り込むタイプの埋め込み不揮発性メモリ技術について解説する。)福田昭のストレージ通信(98)STが語る車載用埋め込み不揮発性メモリ(11):車載用埋め込みフラッシュメモリ技術のまとめ今回は、本シリーズで、これまで述べてきた車載用埋め込みフラッシュメモリ技術を総括する。Poly)」を取り上げる。HS3Pによるメモリセルトランジスタの動作原理や、どういった分野で実用化されているかを解説する。Gate)-MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)」を解説する。Technology)が開発した埋め込みフラッシュメモリ技術を紹介する。同社は「SuperFlash(スーパーフラッシュ)」と呼んでいるが、その最大の特徴はスプリットゲート方式にある。eFlash)技術の製造プロセスと、フラッシュ内蔵車載用マイコンの開発史について紹介する。STが語る車載用埋め込み不揮発性メモリ(6):STMicroelectronicsの埋め込みフラッシュメモリ技術(前編)今回は、開発各社の埋め込みフラッシュメモリ技術を前後編にわたって紹介する。eFlash)技術を取り上げる。今回は、大容量、具体的には車載用の埋め込み不揮発性メモリ技術を取り上げる。Flash)技術と、スプリットゲートフラッシュ技術に大別される。今回は、小容量と中容量の埋め込み不揮発性メモリについて、用途や利点・欠点を解説する。車載用マイコンに対する要求仕様は、かなり厳しい。車載用マイコンが内蔵する不揮発性メモリについても同様だ。今回は、これらの要求仕様について説明する。今回は、単体の不揮発性メモリ製品(スタンドアロンの不揮発性メモリ製品)について考察し、車載マイコンの埋め込み用メモリとしてNORフラッシュメモリ技術が使われている理由や、単体メモリと埋め込み用メモリの違いに触れる。STが語る車載用埋め込み不揮発性メモリ(1):車載用マイコンが内蔵する不揮発性メモリ今回から数回にわたり、2017年12月に開催された「IEDM」で行われた車載用の埋め込み不揮発性メモリに関する講座の模様を紹介していく。)福田昭のストレージ通信(87):半導体メモリの専門学会「国際メモリワークショップ(IMW)」が日本で開催へ2008〜2017年まで主に米国で開催されてきた「国際メモリワークショップ(IMW)」が、2018年は日本の京都で開催される。今回はIMWの概要を紹介しよう。反強誘電体が起爆するDRAM革命(7):まとめ:新世代のメモリを創造する二酸化ハフニウム/ジルコニウム今回は、強誘電体メモリに関する2つのシリーズ「強誘電体メモリの再発見」と「反強誘電体が起爆するDRAM革命」の要点をまとめる。2011年に二酸化ハフニウム強誘電体が公表されてからの研究成果を振り返るとともに、これからの課題についても触れておきたい。反強誘電体が起爆するDRAM革命(6):「不揮発性DRAM」へのアプローチ(後編)後編では、NaMLabやドレスデン工科大学などの共同研究グループが試作した、3次元構造の反強誘電体キャパシターアレイと、その特性を紹介する。反強誘電体が起爆するDRAM革命(5):「不揮発性DRAM」へのアプローチ(前編)今回から、「不揮発性DRAM」の実現を目指す研究開発について解説する。二酸化ジルコニウムは、その結晶構造から、工夫次第で強誘電体のような不揮発性を付加できる可能性がある。二酸化ジルコニウムを、仕事関数が異なる材料の電極で挟んだ不揮発性メモリ用のセルキャパシター。この試作品の長期信頼性を確認するために、NaMLabやドレスデン工科大学などの共同研究グループが、書き換えサイクル特性とデータ保持特性を測定した。反強誘電体が起爆するDRAM革命(3):反強誘電体キャパシターから不揮発性メモリを作る方法(続き)反強誘電体の内部に電界バイアスを加え、不揮発性メモリを作る方法を紹介する。この手法を適用して、二酸化ジルコニウムの反強誘電体キャパシターからキャパシターが試作されている。二酸化ハフニウムは、条件次第で「反強誘電体(Antiferroelectrics)」になるが、反強誘電体の薄膜にある工夫を加えると、不揮発性メモリに応用可能になる。その「工夫」とは何だろうか。反強誘電体が起爆するDRAM革命(1):反強誘電体とは何か強誘電体の新材料である二酸化ハフニウムは、実は条件次第では「反強誘電体(Antiferroelectrics)」になる。今回から、この反強誘電体を不揮発性メモリに応用する研究について解説していこう。強誘電体メモリの再発見(23):強誘電体トランジスタで多値メモリを実現する(後編)前編に続き、二酸化ハフニウム系強誘電体材料を使った強誘電体トランジスタ(FeFET)で多値メモリを実現する仕組みを解説する。2つのドメインで構成されたFeFETの長期信頼性の評価に焦点を当てる。強誘電体メモリの再発見(22):強誘電体トランジスタで多値メモリを実現する(前編)今回から2回にわたり、二酸化ハフニウム系強誘電体材料を使った強誘電体トランジスタで多値メモリを実現する仕組みについて紹介する。強誘電体メモリの再発見(21):二酸化ハフニウムを使った強誘電体トランジスタの研究開発(後編)後編では、二酸化ハフニウム系強誘電体トランジスタ(FeFET)の特性について見ていこう。動作電圧やデータ書き込み時間などは十分に良い特性だが、長期信頼性については大幅な改善が必要になっている。強誘電体メモリの再発見(20):二酸化ハフニウムを使った強誘電体トランジスタの研究開発(前編)今回から、「二酸化ハフニウム系強誘電体材料」を使った強誘電体トランジスタ(FeFET)の研究開発状況を報告する。二酸化ハフニウム系強誘電体薄膜は、厚みがわずか7nm程度でも強誘電性を有することが確認されていて、このため、FeFETを微細化できることが大きな特長となっている。メモリを、同研究所の成果発表に沿って紹介していこう。強誘電体メモリの再発見(18):従来型材料を使った強誘電体トランジスタの研究開発(前編)強誘電体トランジスタ(FeFET)の原理は比較的単純だが、トランジスタの設計と製造は極めて難しい。FET)」または「強誘電体トランジスタ」について解説する。FeFETは、構造はシンプルだが、トランジスタの設計はかなり複雑になる。強誘電体の二酸化ハフニウムは、不揮発性メモリ用のキャパシターとしてどのような特性を示しているのか。後編となる今回は、分極反転サイクル特性と、シリコン面積当たりの静電容量を高めるための3次元構造について解説する。メモリ(FeRAM)のメモリセルで重要なのは、強誘電体キャパシターの特性だ。二酸化ハフニウムを絶縁膜とする強誘電体キャパシターが、優れた特性を備えているかどうかを調べる必要がある。強誘電体の二酸化ハフニウムがを作製するには、添加物をドーピングする方法と、二酸化ジルコニウムとの混晶による方法の2種類がある。今回は、これらの方法において二酸化ハフニウムが強誘電体となる条件と、結晶構造との関係について解説する。今回は、強誘電体の二酸化ハフニウムを作製する2つの方法と、二酸化ハフニウムが誘電体としての性質を大きく変化させる原因について解説する。メモリ(FeRAM)の長期信頼性を決めるのは、強誘電体キャパシターの分極特性だ。今回は、強誘電体キャパシターを劣化させる主な現象として「疲労(ファティーグ:fatigue)」と「インプリント(imprint)」について解説する。メモリ(FeRAM)の構造には、2T2C方式、1T1C方式、チェインセル方式がある。それぞれの特徴を紹介するとともに、メモリセルの断面構造についても解説しよう。今回は、強誘電体メモリ(FeRAM)の基本動作を解説する。FeRAMでは、強誘電体キャパシターにおける残留分極の向きがデータの値を決める。読み出し動作と微細化に伴う問題についても触れる。強誘電体メモリの再発見(9):強誘電体メモリ研究の歴史(後編)〜1990年代以降の強誘電体メモリ強誘電体不揮発性メモリ(FeRAM)の研究開発の歴史を前後編で紹介している。後編となる今回は、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)とタンタル酸ビスマス酸ストロンチウム(SBT)を使ったFeRAMに焦点を当てる。Intelが一時期、技術ベンチャーと共同研究していた有機高分子メモリにも触れる。メモリ(FeRAM)の研究開発の歴史を振り返っていく。FeRAMの歴史は年代順に初期、中期、後期の3つに分けることができる。前編となる今回は、FeRAMが初めて提案された1952年から始まった初期の歴史を紹介したい。前編では無機化合物の強誘電体材料を紹介したが、有機化合物にも数多くの強誘電体材料が存在する。代表格であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)や酸化ハフニウム系強誘電体について説明する。今回から2回にわたり、代表的な強誘電体を説明する。本稿では、強誘電体メモリへの応用を見込んだ最も古い材料であるチタン酸バリウムをはじめ、最も重要な強誘電体材料であるジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、そしてPZTの対抗馬として名乗りを上げたタンタル酸ビスマス酸ストロンチウム(SBT)、ビスマスフェライト(BFO)を解説しよう。強誘電体メモリの再発見(5):誘電体の比誘電率(k)は、一定とは限らない外部電界の強さと分極の大きさの関係は、強誘電体を含めた誘電体全体ではどうなっているのだろうか。「ヒステリシス・ループ」を使って解説していこう。強誘電体に外部電界を加えたとき、強誘電体内部ではどのような変化が起こるのだろうか。外部電界が存在しないときと、外部電界を少しずつ強めていったときの両方を解説する。強誘電体メモリの再発見(3):強誘電体の基礎知識(後編)〜分極とは何か誘電体材料を考えるときの共通の性質が「分極(polarization)」である。今回は、外界電圧と分極の関係性と、分極のメカニズムを解説する。強誘電体メモリの再発見(2):強誘電体の基礎知識(前編)前回は、強誘電体メモリ(FeRAM)の研究開発が再び活気づいてきた背景を紹介した。今回から2回にわたり、FeRAMの基礎を説明する。そもそも、「強誘電体」とはどのような材料なのだろうか。強誘電体メモリの再発見(1):強誘電体メモリが再び注目を集めている、その理由FeRAM(強誘電体不揮発性メモリ)の研究開発の熱気は、2000年代に入ると急速に衰えていった。2011年、その状況が一変し、FeRAMへの関心が再び高まっている。そのきっかけとは何だったのだろうか。)福田昭のストレージ通信(56):ハードディスク業界の国内最大イベント、8月末に開催(後編)前編に続き、2017年8月31日〜9月1日にかけて開催される「国際ディスクフォーラム」の内容を紹介する。人工知能(AI)の講演に始まり、次世代の映像システム、防犯カメラシステムにおけるストレージ、コンタクト方式の磁気記録技術などが続く。)福田昭のストレージ通信(55):ハードディスク業界の国内最大イベント、8月末に開催(前編)国内外のキーパーソンがHDD産業や技術の動向について講演する、国内唯一にして最大のイベント「国際ディスクフォーラム」。2017年度の開催概要がついに発表された。抵抗変化メモリの開発動向(13):SanDiskが語る、抵抗変化メモリのセル選択スイッチ技術(後編)「抵抗変化メモリの開発動向」シリーズの最終回となる今回は、セル選択スイッチ技術の中でも有望な、しきい電圧を有するスイッチ(スレッショルド・スイッチ)を紹介する。代表的な4種類のスレッショルド・スイッチと、それらの特性を見ていこう。抵抗変化メモリの開発動向(12):SanDiskが語る、抵抗変化メモリのセル選択スイッチ技術(前編)抵抗変化メモリ(ReRAM)の記憶容量当たりの製造コストをDRAM以下にするためには、セレクタを2端子のスイッチにする必要がある。2端子セレクタを実現する技術としては、“本命”があるわけではなく、さまざまな技術が研究されている。今回は、半導体メモリのメモリセルアレイと、アレイから特定のメモリセルを選択する手段について説明する。今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の抵抗値が書き込み後に変化する現象(リラクゼーション)について報告する。十分な書き込み電流を確保すれば抵抗値は安定するが、当然、消費電力は増える。抵抗値の変化を抑えつつ、低い消費電力も実現するにはスイッチング原理の見直しが効果的だ。抵抗変化メモリの開発動向(8):SanDiskが語る、抵抗変化メモリのスイッチングモデル今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の記憶素子におけるスイッチングの機構について説明する。スイッチング機構は、酸素の空孔あるいは酸素イオンが移動することによる酸化還元反応として説明できることが多い。抵抗変化メモリの開発動向(7):SanDiskが語る、抵抗変化メモリの電気伝導メカニズム今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の記憶素子における電気伝導の原理について解説する。主な原理は7種類あるが、ReRAMの「高抵抗状態」と「低抵抗状態」を作り出すには、同じ原理が使われるとは限らないことも覚えておきたい。今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の主な性能に焦点を当てる。具体的にはスイッチング電流(書き込み電流)やスイッチング速度(動作速度)、スイッチング電圧という3つの観点から紹介する。今回から「抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究開発動向」の本格的な解説に入る。過去の国際学会で発表された論文から、ReRAMの材料組成の傾向をみていく。抵抗変化メモリの開発動向(4):SanDiskが語る、ストレージ・クラス・メモリの信頼性SCMとはストレージ・クラス・メモリの略称で、性能的に外部記憶装置(ストレージ)と主記憶(メインメモリ)の間に位置するメモリである。前回は、SanDiskの講演から、SCMの性能とコストに関する比較をメモリセルレベルまで検討した。今回、信頼性について比較した部分をご紹介する。抵抗変化メモリの開発動向(3):SanDiskが語る、ストレージ・クラス・メモリの概要ストレージ・クラス・メモリ(SCM)は、次世代の半導体メモリに最も期待されている用途である。今回は、このSCMの要件について、記憶密度やメモリアクセスの制約条件、メモリセルの面積の観点から紹介する。今回は、SanDiskが語る“メモリ階層”について紹介する。2000年頃と2010年頃のメモリ階層を比較してみるとともに、2020年頃のメモリ階層を予想する。今回からは、国際学会で語られたSanDiskの抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究開発動向について紹介していく。約60年に及ぶ「不揮発性メモリの歴史」を振り返る。Micronが考えるメモリシステムの将来(5):データセンター/エンタープライズの性能を支えるSSD今回からはデータセンター/エンタープライズ用のメモリシステムを解説する。データセンターの各クラスタで使われるフラッシュストレージや、サーバ向けとストレージ向けで使われるメモリを紹介する。今回は、「M.2」のSSDの熱管理について解説する。SSDを構成する半導体の温度上昇をシミュレーションしてみると、周囲の温度が25°Cと室温レベルでも、半導体チップの温度は90°C前後にまで上昇することが分かった。Micronが考えるメモリシステムの将来(3):SSDをクルマに載せる今回は、SSDをクルマに搭載する時の課題を取り上げたい。クルマ用SSDにおいて、信頼性を向上したり、温度変化によるしきい値電圧の変動に対応したりするには、どうすればよいのだろうか。Micronが考えるメモリシステムの将来(2):クルマの厳しい要求仕様に応えるDRAMとフラッシュメモリ今回は、自動車のエレクトロニクスシステム、具体的には、ADAS(先進運転支援システム)およびクラスタ・ダッシュボード、車載インフォテインメントで使われるメモリを解説する。これらのメモリの5年後のロードマップも見ていこう。Technologyが解説したメモリシステムについて紹介する。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(14):スピン注入型MRAMの不都合な真実STT-MRAMの基礎を解説するシリーズ。最終回となる今回は、磁気トンネル接合(MTJ)を構成する固定層や磁性層に焦点を当てる。スピン注入型MRAMのMTJは、47層もの層で構成されている。これほどの層が必要なのにはきちんとした理由があるのだが、実は同時にそれがSTT-MRAMの弱点にもなっている。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(13):MTJの自由層に求められるもの磁気トンネル接合(MTJ)は「トンネル障壁層」と「自由層」の2つで構成される。今回は「自由層」について解説しよう。自由層に適した強磁性材料と、その材料が抱える課題について説明する。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(11):スピン注入型MRAMの微細化(スケーリング)STT-MRAMの記憶容量を拡大する最も基本的な方法が、微細化だ。現時点でSTT-MRAMは、研究レベルでかなりのレベルまで微細化できることが分かっている。実際の研究結果を交えて紹介しよう。今回は、磁気トンネル接合(MTJ)素子における、電子スピン注入による磁化(磁気モーメント)の振る舞いについて解説する。磁気トンネル接合(MTJ)を利用したデータ書き込み原理の説明を続ける。今回は、電子スピンの注入によるデータ書き込み(磁化反転)の原理に触れる。磁気トンネル接合(MTJ)を利用したデータ書き込みの原理を説明していく。外部磁界による書き込みとその限界を紹介する。今回は、磁気トンネル接合素子に焦点を当てる。磁気トンネル接合素子においてどのように2値のデータを保持できるのか、その仕組みを解説したい。磁気記憶の高密度化手法と、高密度化に伴う本質的な課題を解説する。磁気記憶は、高密度化と低消費電力化で矛盾を抱える——。磁気メモリは、記憶したデータを必ずしも安定して保持できるわけではない。今回は、10年以上にわたりデータを保持する不揮発性メモリとして、磁気メモリを機能させるための条件を解説する。磁気メモリにおけるデータ書き換えの基本原理を理解するためにも、「強磁性体の交換相互作用」を初歩の初歩から説明する。メモリ)の動作原理と物理的な作用を説明する。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(2):STT-MRAMの概要と応用の可能性STT-MRAMを解説するシリーズの2回目となる今回は、STT-MRAMにおける論理値(「0」か「1」か)の判別方法やメモリアレイセルの構造などを説明する。データの読み書きが高速で、書き換え可能回数も多い。今回から始まるシリーズでは、STT-MRAMの基本動作やSTT-MRAが求められている理由を、「IEDM2015」の講演内容に沿って説明していこう。Fabrics」を解説したい。Express)を紹介する。Express)インタフェースを備えた高速のSSDを対象にした規格仕様である。今回は、SSDインタフェースのフォームファクタの中でも、最近注目を集めている「U.2(ユー・ドット・ツー)」と、「M.2(エム・ドット・ツー)」を紹介する。この2つは、しばしば混同されてきたが、明確に異なっている。SSDインタフェースの現在(1):PCIeが今後の主流に今回から始まるシリーズでは、SSDインタフェースの最新動向に焦点を当てて解説する。SSD関連のインタフェースは数多く存在するが、近年、採用が進んでいるのがPCIeだ。XPoint(クロスポイント)メモリ」について、紹介する。フラッシュメモリの現在(2):SSDのフォームファクタSSDのフォームファクタは、HDDと大きく異なる。注目を集めている小型のフォームファクタ「m.2」など、SSD独自のフォームファクタを紹介していこう。Summit)」から、フラッシュメモリの最新動向に関する講演内容をお届けする。NAND型フラッシュメモリの価格と、SSDの現状について見てみよう。)福田昭のストレージ通信(15):2019年までのストレージ市場を展望する(後編)PC出荷台数の減少を受けて縮小傾向にあるHDD市場とは反対に、伸び盛りなのがSSD市場である。今回は、SSD市場の動向を、出荷台数やギガバイト単価、メーカーのシェアといった視点で見ていこう。2015」で、ストレージ市場の最新状況を解説するとともに、2019年までの市場動向を展望した。今回は、ハードディスク装置(HDD)の市場動向に関する講演内容を紹介する。)福田昭のストレージ通信(13):使い始めるとSSDの性能は低下する(後編)前編に続き、SSDの性能低下が起こる過程を解説する。今回焦点を当てるのは、SSD製品のベンチマークだ。ベンチマーク値は性能を知る指標にはなるが、その値を正しく解釈するためには、SSDのクセなど、必ずおさえておきたいポイントがいくつかある。)福田昭のストレージ通信(12):使い始めるとSSDの性能は低下する(前編)NANDフラッシュメモリを内蔵する全てのSSDに共通の特性として、SSDは使い始めると必ず性能が低下する。今回は、性能低下が起こる過程を見ていきたい。)福田昭のストレージ通信(11):SSDの内部構造と動作をみるSSDの重要な部品として、NANDフラッシュメモリ以外に、SSDコントローラやバッファメモリが挙げられる。今回は、SSDコントローラの役割を軸に、SSDの動作を説明しよう。)福田昭のストレージ通信(10):NANDフラッシュの基本動作(後編)前編に引き続き、NANDフラッシュメモリの中身を解説する。Cell)方式といった多値記憶技術の他、書き換え回数やデータ保持期間などを説明する。)福田昭のストレージ通信(9):NANDフラッシュの基本動作(前編)SSDを知るには、その記憶媒体として採用されているNANDフラッシュメモリを理解することも重要だ。今回は、NANDフラッシュメモリの基本動作を詳しく説明する。)福田昭のストレージ通信(8):「SSDが壊れた」後(後編)前編では、SSDはいずれ壊れるという話をした。後編では、壊れた(データを読み出せなくなった)場合の対処法について説明する。データ復旧サービス企業の1つは、SSDの不具合を4段階に分け、それぞれ異なる手法を適用している。)福田昭のストレージ通信(7):「SSDが壊れた」後(前編)過去3回では、SSDが「壊れるまで」を説明してきた。SSDについては、「いつ壊れるか」という認識を持つべきだという主張もある。今回からは「壊れた後」に焦点を当て、まずは壊れる原因をまとめていく。)福田昭のストレージ通信(6):「SSDが壊れる」まで(後編)SSDの寿命を決めているのは、化学的な要因やNANDフラッシュメモリの寿命などである。故障の発生をできるだけ防ぐための策は講じられている。今回は、その代表的な技術を紹介する。)福田昭のストレージ通信(5):「SSDが壊れる」まで(中編)今回は、エンタープライズ用SSDとクライアント用SSDの信頼性を解説する。これら2つの用途は信頼性に対する要求仕様が異なる。クライアント用SSDは信頼性に関して開示されている情報が少なく、それが大きな問題の1つとなっている。「年間故障率」の数値を単純に比較すればいいというわけではない。そこで今回は、SSDの寿命にかかわる要素を解説する。)福田昭のストレージ通信(3):「HDDが壊れる」まで(後編)前編ではHDDがどれぐらい壊れやすいのか、「MTBF」の数値が何を意味しているかを説明した。(耐用年数)→摩耗故障期という3つの時期に分けられる。後編では、耐用年数がどの程度の期間続くのか、摩耗故障期には何が起こるのかを解説する。)福田昭のストレージ通信(2):「HDDが壊れる」まで(前編)HDDは壊れやすい製品だ。どれぐらい壊れやすいのか。HDDの寿命は仕様書にあるどの数字を見れば分かるのだろうか。平均故障間隔(MTBF)にまつわる勘違いを正しながら解説した。メディアや半導体メモリなどを使った「ストレージ」を解説する福田昭氏の新連載。ストレージ技術を中心に据えながら、ストレージに関する市場やビジネスにも触れていく。第1回は、HDDをフラッシュメモリやSSDと比較し、今後のストレージがどのような道をたどるのか、ヒントを示した。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。