Mikroelektroniikan instituutin akateemikon Liu Mingin kehittämä ja suunnittelema uudenlainen hafniumpohjainen ferrosähköinen muistisiru on esitelty IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) -konferenssissa vuonna 2023, mikä on korkein integroitujen piirien suunnittelun taso.
Suorituskykyinen sulautettu haihtumaton muisti (eNVM) on erittäin kysytty SOC-siruille kulutuselektroniikassa, autonomisissa ajoneuvoissa, teollisissa ohjauksissa ja esineiden internetin reunalaitteissa.Ferrosähköisen muistin (FeRAM) etuna on korkea luotettavuus, erittäin alhainen virrankulutus ja suuri nopeus.Sitä käytetään laajalti suurten tietomäärien tallentamiseen reaaliajassa, tiheässä tietojen lukemisessa ja kirjoittamisessa, alhaisessa virrankulutuksessa ja sulautetuissa SoC/SiP-tuotteissa.PZT-materiaaliin perustuva ferrosähköinen muisti on saavuttanut massatuotannon, mutta sen materiaali on yhteensopimaton CMOS-tekniikan kanssa ja vaikea kutistua, mikä johtaa perinteisen ferrosähköisen muistin kehitysprosessiin, joka on vakavasti estynyt, ja sulautettu integraatio tarvitsee erillisen tuotantolinjatuen, vaikea popularisoida suuressa mittakaavassa.Uuden hafniumpohjaisen ferrosähköisen muistin miniatyyreisyys ja sen yhteensopivuus CMOS-tekniikan kanssa tekevät siitä tutkimuskeskuksen, joka on yhteistä huolta korkeakouluissa ja teollisuudessa.Hafniumpohjaista ferrosähköistä muistia on pidetty seuraavan sukupolven uuden muistin tärkeänä kehityssuuntana.Tällä hetkellä hafniumpohjaisen ferrosähköisen muistin tutkimuksessa on edelleen ongelmia, kuten riittämätön yksikön luotettavuus, sirusuunnittelun puute täydellisellä oheispiirillä ja sirutason suorituskyvyn lisävarmentaminen, mikä rajoittaa sen käyttöä eNVM:ssä.
Sulautetun hafniumpohjaisen ferrosähköisen muistin kohtaamiin haasteisiin tähtäävä akateemikko Liu Mingin tiimi Microelectronicsin instituutista on suunnitellut ja ottanut käyttöön megab-kokoisen FeRAM-testisirun ensimmäistä kertaa maailmassa, joka perustuu laajamittaiseen integraatioalustaan. hafniumpohjaista ferrosähköistä muistia, joka on yhteensopiva CMOS:n kanssa, ja onnistuneesti päätökseen HZO-ferrosähköisen kondensaattorin laajamittaisen integroinnin 130 nm CMOS-prosessiin.Ehdotetaan ECC-avusteista kirjoitusasemapiiriä lämpötilan tunnistamiseen ja herkkää vahvistinpiiriä automaattista offsetin eliminointia varten, ja saavutetaan 1012 syklin kestävyys ja 7ns kirjoitus- ja 5ns lukuaika, jotka ovat tähän mennessä raportoidut parhaat tasot.
Paperi "9 Mb HZO-pohjainen sulautettu FeRAM, jossa on 1012-syklinen kestävyys ja 5/7ns luku/kirjoitus käyttäen ECC-avusteista tiedon päivitystä" perustuu tuloksiin ja Offset-Canceled Sense Amplifier "valittiin ISSCC 2023:ssa, ja siru valittiin ISSCC Demo Sessionissa näytettäväksi konferenssissa.Yang Jianguo on paperin ensimmäinen kirjoittaja ja Liu Ming vastaava kirjoittaja.
Tähän liittyvää työtä tukevat Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö, tiede- ja teknologiaministeriön kansallinen avaintutkimus- ja kehitysohjelma sekä Kiinan tiedeakatemian B-luokan pilottiprojekti.
(Kuva 9 Mt Hafnium-pohjaisesta FeRAM-sirun ja sirun suorituskykytestistä)
Postitusaika: 15.4.2023