La memoria flash está estancada en 28 nm, incapaz de escalar más, y a medida que los fabricantes de chips avanzan hacia nodos más pequeños, una nueva generación de tecnologías de memoria no volátil está interviniendo para llenar el vacío. Los contendientes, sin embargo, no compiten por una sola corona. El panorama emergente es el de la coexistencia: diferentes memorias para diferentes trabajos.
El análisis del panorama de la memoria no volátil realizado por Semiconductor Engineering concluye que la MRAM (RAM magnetorresistiva) y la RRAM (RAM resistiva) probablemente dominarán, cada una sirviendo casos de uso distintos. La PCRAM (RAM de cambio de fase), mientras tanto, está siendo dejada atrás.
La MRAM se posiciona como la opción de alta velocidad y alta resistencia para memoria de trabajo persistente, piense en sistemas automotrices, electrónica espacial e IA en el borde. Sus velocidades de lectura rondan los 10 picosegundos, cerca de la SRAM pero con la ventaja de la no volatilidad. Everspin, el principal proveedor de MRAM, ve un potencial particular en la IA en el borde: “Creemos que la MRAM va a desempeñar una contribución significativa en la IA en el borde”, dijo Sean Dougherty de Everspin. La tecnología viene en varios sabores, MRAM de conmutación (la más antigua, comercializada por Everspin), MRAM STT (la corriente principal actual) y MRAM SOT (aún a años de la comercialización), cada una equilibrando velocidad, resistencia y tamaño de celda de bit de manera diferente.
La RRAM, por el contrario, se dirige a aplicaciones integradas de propósito general sensibles al costo. No requiere materiales exóticos ni herramientas especializadas, lo que facilita su integración en procesos CMOS estándar. Infineon, trabajando con TSMC, ha demostrado RRAM con retención superior a 1,000 horas a 175 grados Celsius, resistencia de 250,000 cambios de código y velocidades de lectura de 15.2 nanosegundos. Su función principal está en microcontroladores IoT, memoria de configuración de PMIC y almacenamiento de firmware.
“La RRAM se dirige comúnmente a la memoria no volátil integrada de propósito general, como el almacenamiento de firmware en microcontroladores IoT”, dijo Suhail Zain de UMC.
La PCRAM, que alguna vez fue una candidata prometedora, se ha estancado. No existen ofertas comerciales de PCRAM integrada en nodos finFET, y Synopsys no informa demanda de clientes para compiladores de PCRAM. “La PCRAM está en el mercado en tecnologías CMOS planares. Sin embargo, no observamos ninguna actividad para llevar la PCRAM a los nodos finFET”, señaló Robert Wiesner de Infineon.
El cambio está impulsado por las realidades prácticas del diseño de chips. La memoria flash (tipo NOR) requiere una integración cada vez más compleja por debajo de 28 nm, y fundiciones como TSMC admiten MRAM y RRAM hasta 6 nm y 12 nm respectivamente. Ambas tecnologías añaden solo unas pocas máscaras adicionales de back-end-of-line, lo que las hace sencillas de integrar en flujos CMOS avanzados existentes.
Más allá de la MRAM y la RRAM, dos tecnologías más antiguas están viendo un interés renovado. La RAM ferroeléctrica (FeRAM) ofrece una resistencia extremadamente alta y baja potencia de escritura, no se necesita corriente, solo voltaje a través del capacitor ferroeléctrico. CEA-Leti demostró recientemente FeRAM a 22 nm usando óxido de circonio de hafnio, un material compatible CMOS depositado mediante deposición de capa atómica, abriendo la puerta a la escalabilidad más allá del límite tradicional de 130 nm. “Si desea escribir información constantemente y almacenarla de forma no volátil, la FeRAM es muy atractiva”, dijo Laurent Grenouillet de CEA-Leti.
Y un recién llegado llamado UltraRAM, desarrollado por la startup Quinas, utiliza compuertas flotantes de semiconductores compuestos III-V con túnel cuántico resonante a través de heteroestructuras de triple barrera. Quinas afirma una retención extrapolada de más de 10,000 años, sin degradación después de 10 millones de ciclos, y velocidades de conmutación competitivas con la DRAM a 20 nm. La tecnología se dirige inicialmente a aplicaciones especializadas de bajo volumen, con una visión más amplia de reemplazo de DRAM esperada alrededor de 2029.
En el futuro previsible, ninguna tecnología de memoria única reemplazará tanto a la flash como a la DRAM. En su lugar, los diseñadores combinarán diferentes memorias, MRAM para memoria de trabajo que debe sobrevivir a la pérdida de energía, RRAM para almacenamiento integrado en dispositivos de baja potencia, y los pilares establecidos (NAND, DRAM, SRAM) donde sigan siendo rentables.
Fuentes: “New Nonvolatile Memory Winners Emerge” (Semiconductor Engineering, 16 de julio de 2026)
Traducido por Alessandra