Nowy typ ferroelektrycznego układu pamięci na bazie hafnu, opracowany i zaprojektowany przez Liu Minga, akademika Instytutu Mikroelektroniki, został zaprezentowany na konferencji IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) w 2023 r., najwyższym poziomie projektowania układów scalonych.
Wysokowydajna wbudowana pamięć nieulotna (eNVM) jest bardzo poszukiwana w układach SOC w elektronice użytkowej, pojazdach autonomicznych, sterowaniu przemysłowym i urządzeniach brzegowych dla Internetu rzeczy.Pamięć ferroelektryczna (FeRAM) ma zalety wysokiej niezawodności, bardzo niskiego zużycia energii i dużej szybkości.Jest szeroko stosowany w rejestrowaniu dużych ilości danych w czasie rzeczywistym, częstym odczytywaniu i zapisywaniu danych, niskim zużyciu energii i wbudowanych produktach SoC/SiP.Pamięć ferroelektryczna oparta na materiale PZT osiągnęła masową produkcję, ale jej materiał jest niekompatybilny z technologią CMOS i trudny do obkurczenia, co prowadzi do tego, że proces rozwoju tradycyjnej pamięci ferroelektrycznej jest poważnie utrudniony, a integracja osadzona wymaga wsparcia oddzielnej linii produkcyjnej, trudnej do spopularyzowania na dużą skalę.Miniaturowość nowej pamięci ferroelektrycznej opartej na hafnie i jej kompatybilność z technologią CMOS sprawiają, że jest to gorący punkt badawczy będący przedmiotem wspólnego zainteresowania środowisk akademickich i przemysłowych.Pamięć ferroelektryczna oparta na hafnie została uznana za ważny kierunek rozwoju nowej generacji nowej pamięci.Obecnie badania pamięci ferroelektrycznej opartej na hafnie wciąż napotykają na problemy, takie jak niewystarczająca niezawodność jednostek, brak projektu chipa z kompletnym obwodem peryferyjnym oraz dalsza weryfikacja wydajności na poziomie chipa, co ogranicza jego zastosowanie w eNVM.
Mając na celu sprostanie wyzwaniom, jakie stoją przed wbudowaną pamięcią ferroelektryczną opartą na hafnie, zespół akademika Liu Minga z Instytutu Mikroelektroniki zaprojektował i wdrożył po raz pierwszy na świecie chip testowy FeRAM o wielkości megab, oparty na platformie integracyjnej na dużą skalę pamięci ferroelektrycznej opartej na hafnie kompatybilnej z CMOS i pomyślnie zakończył integrację na dużą skalę kondensatora ferroelektrycznego HZO w procesie CMOS 130 nm.Zaproponowano wspomagany przez ECC obwód sterujący zapisu do wykrywania temperatury i czuły obwód wzmacniacza do automatycznej eliminacji przesunięcia, a także osiągnięto trwałość 1012 cykli oraz czas zapisu 7 ns i odczytu 5 ns, co jest najlepszym dotychczas odnotowanym poziomem.
Artykuł „A 9-Mb HZO-based Embedded FeRAM with 1012-Cycle Endurance and 5/7ns Read/Write using ECC-Assisted Data Refresh” jest oparty na wynikach i wzmacniaczu wykrywania z anulowaniem przesunięcia „został wybrany w ISSCC 2023 i chip został wybrany w sesji demonstracyjnej ISSCC do wyświetlenia na konferencji.Yang Jianguo jest pierwszym autorem artykułu, a Liu Ming jest autorem korespondencyjnym.
Powiązane prace są wspierane przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych, Krajowy Program Kluczowych Badań i Rozwoju Ministerstwa Nauki i Technologii oraz Projekt Pilotażowy Klasy B Chińskiej Akademii Nauk.
(Zdjęcie 9Mb chipa FeRAM opartego na hafnie i testu wydajności chipa)
Czas postu: 15 kwietnia 2023 r