Grandi cambiamenti nel mondo delle memorie

LA PAROLA A... GIUSEPPE CRISENZA –

Le nuove applicazioni elettroniche sono sempre più affamate di memoria. La convergenza tecnologica tra telefonia, computer e consumer obbliga a ripensare al sistema di memoria, mentre si stanno facendo strada nuove tecnologie.

Il segmento delle memorie a semiconduttore ha giocato un ruolo da protagonista durante l’ultima crisi del mercato della microelettronica. Con un andamento schizofrenico dei prezzi, che crescono o diminuiscono rapidamente di percentuali a due cifre, influenza pesantemente il valore del fatturato globale dei chip. E i nuovi sistemi elettronici continuano ad avere sempre più fame di memoria, come conferma Giuseppe Crisenza, Vice Presidente per le Alleanze Strategiche dell’ufficio del Chief Technology Office di Numonyx.

Quali sono, oggi, le caratteristiche principali del mercato delle memorie?
Oggi va di moda il prefisso “tera”. Si parla comunemente di memorie di un terabyte, cioè 1000 gigabyte. Si stima che entro pochissimo tempo ogni singolo individuo avrà necessità di uno spazio di memoria di almeno mezzo terabyte. La prima caratteristica da considerare, quindi, sono le dimensioni della memoria, o meglio del sistema di memoria. In passato poi c'erano altri due parametri importanti: la velocità di lettura e scrittura, il consumo di energia. Le memorie non-volatili hanno risolto brillantemente il problema perché rispondono alle esigenze di velocità e sono intrinsecamente capaci di ridurre i consumi. Basta spegnerle per non consumare energia, e i dati rimangono comunque memorizzati. Un altro fenomeno che sta avendo un grande impatto è la convergenza tra telefonini, videogiochi e computer. Una volta esistevano memorie “specializzate”: le DRAM, per esempio, erano ideali per essere montate a bordo di un PC. Utilizzare oggi una DRAM come base per un telefonino sarebbe una follia. Consumerebbe la batteria in pochissimo tempo. Voglio dire che la convergenza obbliga a pensare a un sistema di memoria universale, composto magari da diversi elementi: hard disk, memoria non volatile, memoria volatile… Faccio un esempio estremo per chiarire il concetto. Di recente in un deposito di scorte radioattive qualcuno si è posto il problema di come registrare i dati, in modo che rimangano utilizzabili anche tra centinaia di anni. La conclusione? Scrivere le informazioni gerarchicamente più importanti su fogli di papiro. Certo, oltre al papiro si usano altri mezzi, altri strumenti. Ecco, questo è quello che io chiamo un sistema di memoria. La convergenza tra telefonia, computer ed elettronica di consumo obbliga ad andare in quella direzione.

Cosa significa concretamente, per un progettista, studiare un sistema di memoria adatto alla propria applicazione?
Oggi, anche se la frequenza di clock del processore di un PC aumentasse di un fattore 10 le prestazioni complessive del sistema verrebbero pesantemente influenzate dalla velocità di accesso alla memoria di massa. Un utente medio normalmente va alla ricerca di file di dimensioni relativamente piccole, perduti tra svariati giga di dati in un hard disk. Un’operazione intrinsecamente lenta. In questo caso un sistema di memoria efficiente può essere costituito da diversi livelli gerarchici: un hard disk, che usa un buffer costituito da memorie NAND, magari a loro volta complementate da memorie PCM e DRAM.  Ecco: un sistema di memoria di questo tipo fa davvero la differenza, dal punto di vista delle prestazioni.

Ciò significa che i fabbricanti di memorie devono proporre al mercato una gamma molto ampia e diversificata di prodotti?
Esatto. Oggi di fatto esistono solo due grandi aziende che offrono una gamma completa di memorie a semiconduttore: Samsung e Micron. Nascono in due modi completamente diversi. Samsung è originariamente una società di elettronica di consumo che ha scelto di realizzare tutti i componenti necessari per aggredire il mercato consumer. Questo ha comportato una grande crescita nel settore delle memorie. Micron, di cui ormai Numonyx fa parte, vuole invece crescere con la strategia di offrire il sistema di memoria adatto a qualunque tipo di applicazione. Due aziende con dimensioni molto diverse. Samsung fattura più del doppio di Micron, nelle memorie. Per ora sono gli unici due grandi leader. Ma credo che la situazione sia destinata a cambiare rapidamente. Sono convinto che assisteremo a un’ondata di fusioni di società più piccole, per raggiungere le dimensioni di scala adeguate. E magari entreranno anche in gioco altri operatori: società che oggi producono hard disk e che saranno inevitabilmente obbligate a occuparsi di memorie a stato solido per offrire al mercato il sistema di memoria completo, necessario per avere successo.

Quali sono le principali evoluzioni tecnologiche che ci dobbiamo aspettare?
Il problema da affrontare è la riduzione delle geometrie litografiche di base, la corsa continua verso dimensioni sempre più piccole. La memoria basata sulla tecnologia floating gate, la più usata per dispositivi non volatili, ha dei limiti fisici. Non è possibile rimpicciolire troppo le celle senza creare dei seri problemi di affidabilità. Per questo si stanno studiando nuovi approcci. Quello più promettente sembra essere basato sull’uso di materiali come i calcogenuri, capaci di cambiare la fase passando dallo stato amorfo a quello cristallino in seguito a una sollecitazione elettrica: questo è il concetto delle nuove memorie PCM, a cambiamento di fase. E guarda caso la tecnologia PCM sta attirando le attenzioni dei due leader, Samsung e Micron. Numonyx ha portato in dote a Micron un’eccellente esperienza nel PCM e una gamma di prodotti interessanti e già consolidati.

Ci sono altre possibili tecnologie interessanti, dietro l’angolo?
Nessuna ha raggiunto lo stesso livello di maturità del PCM. Ci sono altri tentativi, basati per esempio su materiali ferroelettrici. Ma il PCM è sicuramente, oggi, allo stato di sviluppo più avanzato oltre a essere supportato dai due leader del mercato.

Quali altri vantaggi nascono dall’unione di Numonyx e Micron?
Come ho già detto, Numonyx ha una grande esperienza nel PCM. Nel mercato Embedded è leader nelle NOR con interfaccia parallela e seriale, in particolare nelle piattaforme per Set-top box, per i giochi elettronici e il mercato dell’automobile.
Ma soprattutto Numonyx ha un forte know-how nelle applicazioni wireless, costruito in anni di stretta collaborazione con i principali leader del settore. Si tratta di piattaforme che richiedono piccole dimensioni, pesi e ingombri ridotti e consumi bassissimi.
La nostra cultura ci ha sempre spinto a pensare alla memoria come a un sistema completo, non un singolo componente o una singola tecnologia. E questo è ciò che il mercato chiede e chiederà sempre di più, in futuro.
Micron, da parte sua, porta in dote le dimensioni di scala e una capacità manifatturiera imponente. In più, dispone di una solida posizione nel mondo dei computer e ha un eccellente portafoglio di DRAM e di memorie NAND. Siamo complementari e, insieme, abbiamo tutti i numeri per occupare le primissime posizioni della classifica mondiale dei semiconduttori.

Cosa significa per l’Italia l’acquisizione di Numonyx da parte di Micron?
Il PCM ha la sua dimora ad Agrate, vicino a Milano. È qui che ci sono i laboratori di ricerca e le prime linee di produzione. Questo non è destinato a cambiare. Il PCM oggi non rappresenta ancora un business concreto ma offre ottime prospettive future. Ad Agrate ci stiamo dando molto da fare. Per esempio, lavoriamo su memorie PCM da 1 Gbit con un’interfaccia standard versatile, per DRAM a basso consumo: in questo caso abbiamo stretto un accordo con Samsung per garantire la compatibilità della disposizione dei piedini, del package e del software. Poi siamo molto attivi nel mercato del wireless. L’Italia ha delle buone carte da giocare. Micron le vuole utilizzare nel migliore dei modi. Continueremo a produrre wafer di silicio di PCM ad Agrate, nei quantitativi che ci sono consueti e che sono relativamente piccoli, rispetto ai volumi che Micron è in grado di garantire. Questo significa che la fabbrica di Agrate potrà portare le nuove tecnologie a un buon livello di maturità, per trasferirle in stabilimenti di maggiori dimensioni quando il mercato lo richiede. Certo, dovremo dimostrare di saper raggiungere gli obiettivi e i risultati che ci vengono chiesti. Il nostro futuro è nelle nostre mani, ma è una sfida che possiamo affrontare e vincere

Quali sono le prospettive future di Numonyx e Micron, insieme?
La posta in gioco è alta. Sono convinto che il settore delle memorie attraverserà una fase di cambiamenti. Ci saranno fusioni e acquisizioni e nuovi attori (magari i produttori di hard disk) faranno la loro comparsa nel mercato. Noi siamo saldamente i numeri due in questo mondo, anche se ancora piuttosto distanti dal numero uno. L’obiettivo è raggiungere e oltrepassare a breve il traguardo magico dei 10 miliardi di dollari di fatturato. Ce la possiamo fare.

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