В Российской Федерации разрабатывается инновационная флеш-память.

Специалисты из Института физики полупроводников СО РАН имени А. В. Ржанова разработали новую технологию флеш-памяти, отличающуюся энергонезависимостью, повышенной стойкостью к радиации и увеличенным сроком сохранения информации. Эти инновационные чипы в будущем могут найти применение в космической отрасли, включая спутники, аппараты с ядерными силовыми установками и орбитальные центры обработки данных.

Суть разработки заключается в использовании диэлектрических пленок с особыми структурными дефектами — ловушками для электронов. Эти ловушки способны эффективно захватывать и длительно удерживать электрический заряд. Состояние наличия или отсутствия заряда служит основой для записи цифровой информации.

Изначально исследователи работали с нитридом кремния, но впоследствии перешли к материалам с высокой диэлектрической проницаемостью, таким как оксиды алюминия и циркония. По мнению создателей, данный подход способствует увеличению времени хранения данных, снижению энергозатрат при операциях перезаписи и повышению устойчивости памяти к ионизирующему излучению. Разработанные решения уже запатентованы.

Ведущий научный сотрудник института Владимир Гриценко отмечает, что при обычных температурах время удержания электронов в этих ловушках может достигать сотен лет. Отличие от традиционной флеш-памяти с плавающим затвором заключается в том, что заряд в новой структуре концентрируется непосредственно в объеме диэлектрика.

Повышенная радиационная стойкость является критически важной для космической электроники, поскольку высокоэнергетическое излучение способно вызывать сбои при записи и повреждать данные. Следовательно, накопители с улучшенной устойчивостью особенно подходят для продолжительных космических миссий.

Одной из перспективных областей применения ученые считают орбитальные дата-центры. Обработка больших массивов данных, собираемых спутниками дистанционного зондирования и научными аппаратами, непосредственно на орбите позволит существенно разгрузить каналы связи с Землей.

В будущем такая память может быть интегрирована в более сложные системы, включая космические аппараты с ядерными источниками энергии и автоматизированные исследовательские станции. Важно отметить, что для таких систем одной радиационно стойкой памяти недостаточно, требуются также процессоры с аналогичной устойчивостью, что остается отдельной технологической задачей.

Параллельно ведется исследование альтернативных принципов хранения данных, где информация кодируется не накоплением заряда, а изменением состояния самого материала. Разработчики полагают, что эти экспериментальные технологии способны обеспечить значительно более высокую скорость работы и ресурс, достигающий триллионов циклов перезаписи.