Memori yang dibuat dengan hafnia (singkatan dari hafnium oksida) dapat menjadi terobosan terbesar dalam industri semikonduktor dalam bidang material sejak mengadopsi silikon, menurut laporan dari SciTechDaily. Meskipun hafnia sulit digunakan sebagai memori hingga saat ini, sebuah penelitian menunjukkan bahwa hafnia dapat dibuat berfungsi dan mendapatkan banyak manfaat. Laporan tersebut bahkan mengklaim bahwa produk ini akan cepat, efisien, dan murah sekaligus, namun ada alasan kuat untuk meyakini bahwa produk tersebut tidak akan menarik dalam hal harga.
Secara kimia, hafnia relatif sederhana dan hanya berupa satu atom hafnium yang digabungkan dengan dua atom oksigen. Sifat yang membuat hafnia diminati sebagai bahan pembuatan chip memori adalah kemampuannya bersifat feroelektrik, yang berarti dapat digunakan sebagai jenis memori non-volatil. Memori non-volatil dapat menyimpan data bahkan tanpa sumber listrik, dan meskipun memori berbasis silikon saat ini dapat bersifat volatil atau non-volatil, hampir semua RAM saat ini bersifat volatil.
Dalam sebuah penelitian yang dilakukan Sobhit Singh, ilmuwan tersebut menjelaskan bagaimana tim ilmuwannya dari Universitas Rochester dan tim lain dari Universitas Tennessee, Knoxville, menciptakan bentuk hafnia yang cocok untuk memori. Masalah dengan hafnia adalah hafnia bukan feroelektrik secara default. Sebelum percobaan terbaru, tampaknya satu-satunya cara untuk membuat hafnia feroelektrik adalah dengan membuatnya setebal beberapa nanometer atau memadukannya dengan yttrium, yang pada akhirnya mengurangi banyak atribut menariknya.
Terobosan dalam penelitian Rochester-Tennessee adalah dengan menggunakan “tekanan signifikan” untuk menciptakan bentuk hafnia feroelektrik, yang tetap feroelektrik bahkan setelah tekanan dihilangkan. Teknik yang sama juga dapat digunakan untuk hafnia antiferroelektrik, yang tampaknya juga menjanjikan untuk penyimpanan data, namun tidak banyak rincian yang diberikan.
Berbeda dengan DRAM dan MRAM, yang merupakan bentuk memori yang bersifat magnetis dan mudah menguap, Singh mengatakan, “Bentuk memori feroelektrik lebih kuat, sangat cepat, lebih murah untuk diproduksi, dan lebih hemat energi.” Namun soal harga tersebut sangat dipertanyakan karena hafnia saat ini tentunya tidak murah. Sebuah laporan dari Reuters awal tahun lalu merinci bahwa hafnium (komponen utama dalam hafnia) telah mengalami kenaikan harga hampir lima kali lipat karena meningkatnya permintaan sejak tahun 2021, sehingga menaikkan biayanya dari sekitar $1.000 per kilogram menjadi sekitar $5.000. Bahkan dengan harga $1.000 per kilogram, hafnium jauh lebih mahal daripada silikon, yang harganya mencapai puluhan dolar per kilogram.
Sekalipun hafnia adalah bahan yang murah, tidak ada alasan untuk percaya bahwa hafnia akan tetap murah jika menjadi bahan penting untuk membuat chip memori. Permintaan yang lebih banyak akan menaikkan harga selama pasokan tidak berubah, dan kita dapat berasumsi bahwa hafnia tidak diproduksi sebanyak silikon dan bahan berbasis silikon. Meskipun klaim mengenai kinerja, efisiensi, dan non-volatilitas mungkin masih berlaku, harga kemungkinan akan mencegah memori berbasis hafnia menjadi semikonduktor ajaib seperti yang tersirat dalam laporan.