Novi tip feroelektričnog memorijskog čipa baziranog na hafnijumu koji je razvio i dizajnirao Liu Ming, akademik Instituta za mikroelektroniku, predstavljen je na IEEE Međunarodnoj konferenciji za kola u čvrstom stanju (ISSCC) 2023. godine, najviši nivo dizajna integriranih kola.
Ugrađena nepromjenjiva memorija visokih performansi (eNVM) je u velikoj potražnji za SOC čipovima u potrošačkoj elektronici, autonomnim vozilima, industrijskoj kontroli i rubnim uređajima za internet stvari.Feroelektrična memorija (FeRAM) ima prednosti visoke pouzdanosti, ultra niske potrošnje energije i velike brzine.Široko se koristi za snimanje velikih količina podataka u realnom vremenu, često čitanje i pisanje podataka, nisku potrošnju energije i ugrađene SoC/SiP proizvode.Feroelektrična memorija bazirana na PZT materijalu postigla je masovnu proizvodnju, ali njen materijal nije kompatibilan s CMOS tehnologijom i teško se skuplja, što dovodi do ozbiljnog ometanja procesa razvoja tradicionalne feroelektrične memorije, a ugrađena integracija zahtijeva posebnu podršku za proizvodnu liniju, koju je teško popularizirati u velikom obimu.Minijaturabilnost nove feroelektrične memorije na bazi hafnija i njena kompatibilnost sa CMOS tehnologijom čine je istraživačkim žarištem od zajedničkog interesa u akademskim krugovima i industriji.Feroelektrična memorija zasnovana na hafniju smatra se važnim pravcem razvoja nove generacije nove memorije.Trenutno, istraživanje feroelektrične memorije na bazi hafnija i dalje ima problema kao što su nedovoljna pouzdanost jedinice, nedostatak dizajna čipa sa kompletnim perifernim kolom i dalja provjera performansi na nivou čipa, što ograničava njegovu primjenu u eNVM-u.
Imajući za cilj izazove s kojima se suočava ugrađena feroelektrična memorija zasnovana na hafnijumu, tim akademika Liua Minga sa Instituta za mikroelektroniku dizajnirao je i implementirao FeRAM testni čip megab magnitude po prvi put u svijetu zasnovan na platformi za integraciju velikih razmjera feroelektrične memorije na bazi hafnija kompatibilne sa CMOS-om, te uspješno završio veliku integraciju HZO feroelektričnog kondenzatora u 130nm CMOS proces.Predloženo je pogonsko kolo za upisivanje uz pomoć ECC-a za senzor temperature i osjetljivo pojačalo za automatsko eliminiranje pomaka, a postignuta je trajnost ciklusa od 1012 i vrijeme pisanja od 7 ns i vrijeme čitanja od 5 ns, što su najbolji nivoi prijavljeni do sada.
Rad „Ugrađeni FeRAM od 9 Mb na HZO sa izdržljivošću od 1012 ciklusa i 5/7ns čitanja/pisanja koristeći ECC-potpomognuto osvježavanje podataka“ zasnovan je na rezultatima i Offset-Canceled Sense Amplifier „je odabran u ISSCC 2023, i čip je odabran u ISSCC demo sesiji da bude prikazan na konferenciji.Yang Jianguo je prvi autor rada, a Liu Ming je odgovarajući autor.
Srodni rad podržan je od strane Nacionalne fondacije za prirodne nauke Kine, Nacionalnog ključnog istraživačkog i razvojnog programa Ministarstva nauke i tehnologije i pilot projekta B-klase Kineske akademije nauka.
(Fotografija FeRAM čipa i testa performansi čipa od 9Mb baziranog na hafnijumu)
Vrijeme objave: Apr-15-2023