半導体メモリ【semiconductor memory】半導体記憶装置 / ICメモリ

概要

半導体メモリ（semiconductor memory）とは、半導体の回路を電気的に制御してデータの記憶を行う記憶装置。読み書き動作が高速なためコンピュータのメインメモリ(主記憶装置)などに用いられる。

磁気記憶装置や光学記憶装置など他方式に比べ、記憶素子に対するデータの書き込み、書き換え、消去を電気的に行うため動作が高速で、面積や体積あたりの記憶密度が高く、駆動部品がないため消費電力が少なく振動に強い。

一方、生産コストが高いため容量あたりの単価が高く、種類によっては電源を切ると内容が失われたり内容の書き換えができないなど何らかの制約がある。電源を切ると記憶内容が失われるものを「揮発性メモリ」（volatile memory）、失われないものを「不揮発性メモリ」（non-volatile memory）という。

揮発性メモリ

揮発性メモリの代表例は「RAM」（Random Access Memory）で、このうち「DRAM」（Dynamic RAM）はコンピュータの主記憶装置（メインメモリ）として広く普及している。

動作が高速でDRAMで必要な記憶維持のための再書き込み動作が不要な「SRAM」（Static RAM）は電池などと組み合わせて永続的なデータ記憶に用いられることがある。

不揮発性メモリ

不揮発性メモリの代表は「ROM」（Read Only Memory）で、最初に発明された「マスクROM」は製造時に内容を書き込むと以降は書き換えや消去ができないが、電源を落としても内容が消えない特性がある。ゲームソフトの販売用メディアや、電子機器の組み込みソフトウェアの記憶用として普及した。

その後、製造時に内容を記録せず、利用者が専用の装置で一度だけ内容を書き込むことができる「PROM」（Programmable ROM/EPROMと区別する場合はOTPROM）が開発され、さらに、消去と再書き込みを繰り返すことができる「EPROM」（Erasable Programmable ROM）が開発された。消去を紫外線で行う「UV-EPROM」、電気的に行う「EEPROM」などの種類がある。

EEPROMからさらに発展し、コンピュータに装着した状態でデータの書き換え、消去が可能な「フラッシュメモリ」（flash memory）が発明された。任意に書き換え可能かつ無電源で永続的にデータを保持でき、磁気記憶装置のハードディスクに代わる超高速動作のストレージ（外部記憶装置）として、SSDやUSBメモリなどの形で急速に普及している。

フラッシュメモリに代わる次世代の書き換え可能な不揮発性メモリとして、「FeRAM」（Ferroelectric RAM/強誘電体メモリ）や「MRAM」（Magnetoresistive RAM/磁気抵抗メモリ）、「PRAM」（Phase-change RAM/相変化メモリ）、「Re RAM」（Resistive RAM/抵抗変化型メモリ）などの研究・開発が進んでいる。