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Neue Speicherchips für UMTS-Handys

Handys der nächsten Generation müssen immer mehr Funktionen integrieren. Dafür wird mehr Speicherplatz benötigt. Die Chiphersteller entwickeln zurzeit Bausteine, die mit weniger Energie mehr Daten speichern.

HB DÜSSELDORF. Mit sehr unterschiedlichen Technologien versuchen sich die großen Chipkonzerne den lukrativen Zukunftsmarkt für Handy-Speicher zu sichern. Um all die neuen Funktionen bieten zu können, benötigen die künftigen UMTS-Geräte einen Speicher, der um den Faktor acht größer ist als bei den GSM-Telefonen. Die heute gängigen Memory-Bausteine werden den Anforderungen künftiger Handys nicht gerecht. Ihr größtes Manko: Sie verbrauchen zu viel Strom.

Die vom PC her bekannten DRAM-Chip (Dynamic Random Access Memory) müssen mehrere hundert Mal pro Sekunde den gespeicherten Inhalt auslesen und neu schreiben. Dabei verbrauchen sie Energie, die gerade bei mobilen Geräten knapp ist. Allein zum Schreiben benötigen diese Speicherchips ein Vielfaches der in Halbleiterbausteinen ansonsten üblichen Spannung.

Hersteller setzen auf unterschiedliche Techniken

Daher entwickeln Samsung und Elpida, das Joint Venture von NEC und Hitachi, 1-Transistor-SRAM - Bausteine, die die energetischen Vorzüge von SRAM (Static Random Access Memory) mit den Kostenvorteilen von DRAM verbinden. Toshiba dagegen treibt die Entwicklung von ferroelektrischen Chips (FeRAM) voran. Und Motorola konzentriert sich auf die Entwicklung der magnetischen Speicherbausteine MRAM. FeRAM und MRAM sind nichtflüchtige Speicher. Das heißt: Sie behalten ihre Daten - auch wenn kein Strom fließt.

Infineon fährt sogar zweigleisig: Zusammen mit IBM entwickelt der deutsche Halbleiterhersteller ebenfalls magnetische Speicher. Gleichzeitig sind die Münchener Ende vergangenen Jahres beim FeRAM-Pionier Ramtron aus dem US-Bundesstaat Colorado eingestiegen. Die Weiterentwicklung dieser Technologie betreibt Infineon mit Toshiba gemeinsam. Mit den FeRAM-Bausteinen können sie auch andere Märkte bedienen: Die Chips passen auch exakt zum Anforderungsprofil von kontaktlosen Smartcards.

In der MRAM-Technik steckt das größere Potenzial

Die Prognosen der Marktforscher sind eindeutig. Diese betrachten den MRAM-Baustein als den Speicherchip der Zukunft, da er in absehbarer Zeit so hohe Speicherkapazitäten erreichen wird wie die DRAM. Außerdem ist er energiesparend und zudem nichtflüchtig wie Flash-Speicher. "Auf Grund dieser Kombination können die magnetischen Speicherchips alle heutigen Technologien ersetzen", sagt Jim Walker, Chefanalyst beim US-Marktforscher Dataquest.

In der MRAM-Technologie steckt zwar eindeutig das größere Potenzial. Doch haben die FeRAM-Bausteine den unbestreitbaren Vorteil, dass es sie bereits gibt. Auch wenn der Weltmarkt für die Chips gegenwärtig nur auf 30 Mill. $ geschätzt wird. Die Entwicklung bei den FeRAM verläuft jedoch langsam.

Schon seit über zehn Jahren nutzt man hier die Hysterese-Eigenschaft von ferroelektrischen Materialien - von komplizierten Blei- und Strontium-Verbindungen - zur Datenspeicherung: Wird eine Spannung an die Kristalle angelegt, richten sich ihre elektrischen Dipole aus. Die Polarisation bleibt erhalten, bis die Umkehrspannung angelegt wird. Eingesetzt werden die Speicher vorwiegend in kontaktlosen Smartcards, wo sie gegenwärtig fast ohne Alternative sind. Die FeRAM-Speicher werden in größeren Stückzahlen bis zu einer Kapazität von 256 Kilobit produziert.

Auch die MRAM-Bausteine können inzwischen 256 Kilobit speichern. Einen solchen Chip hat Motorola Anfang dieses Jahres vorgestellt. Den Managern in den Konzernen ist diese Speicherkapazität jedoch noch nicht ausreichend. "Die Technologie hat so ein großes Potenzial, dass wir gleich mit 256-Megabit-Bausteinen beginnen wollen", sagt Harald Bachhofer, Marketing Manager bei Infineon. "2004 wird es so weit sein."

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