Nový typ feroelektrického pamäťového čipu na báze hafnia, ktorý vyvinul a navrhol Liu Ming, akademik Inštitútu mikroelektroniky, bol predstavený na Medzinárodnej konferencii polovodičových obvodov (ISSCC) IEEE v roku 2023, čo je najvyššia úroveň dizajnu integrovaných obvodov.
Vysokovýkonná vstavaná energeticky nezávislá pamäť (eNVM) je veľmi žiadaná pre čipy SOC v spotrebnej elektronike, autonómnych vozidlách, priemyselnom riadení a okrajových zariadeniach pre internet vecí.Feroelektrická pamäť (FeRAM) má výhody vysokej spoľahlivosti, extrémne nízkej spotreby energie a vysokej rýchlosti.Je široko používaný pri zaznamenávaní veľkého množstva údajov v reálnom čase, častom čítaní a zapisovaní údajov, nízkej spotrebe energie a vstavaných produktoch SoC/SiP.Feroelektrická pamäť založená na materiáli PZT dosiahla masovú výrobu, ale jej materiál je nekompatibilný s technológiou CMOS a ťažko sa zmenšuje, čo vedie k tomu, že vývojový proces tradičnej feroelektrickej pamäte je vážne sťažený a integrovaná integrácia si vyžaduje samostatnú podporu výrobnej linky, ktorú je ťažké popularizovať vo veľkom meradle.Miniatúrnosť novej feroelektrickej pamäte na báze hafnia a jej kompatibilita s technológiou CMOS z nej robí výskumný hotspot spoločného záujmu v akademickej obci a priemysle.Feroelektrická pamäť na báze hafnia sa považuje za dôležitý smer vývoja novej generácie novej pamäte.V súčasnosti má výskum feroelektrickej pamäte na báze hafnia stále problémy, ako je nedostatočná spoľahlivosť jednotky, chýbajúci dizajn čipu s kompletným periférnym obvodom a ďalšie overovanie výkonu na úrovni čipu, čo obmedzuje jeho použitie v eNVM.
Tím akademika Liu Minga z Inštitútu mikroelektroniky, zameraný na výzvy, ktorým čelí vstavaná feroelektrická pamäť na báze hafnia, navrhol a implementoval po prvýkrát na svete testovací čip FeRAM s megab veľkosťou založený na rozsiahlej integračnej platforme. feroelektrickej pamäte na báze hafnia kompatibilnej s CMOS a úspešne dokončili rozsiahlu integráciu feroelektrického kondenzátora HZO v 130nm procese CMOS.Navrhuje sa budiaci obvod s podporou ECC na snímanie teploty a citlivý zosilňovací obvod na automatickú elimináciu posunu a dosahuje sa životnosť 1012 cyklov a čas zápisu 7ns a čítania 5ns, čo sú doteraz najlepšie zaznamenané úrovne.
Článok „Vstavaný FeRAM na báze 9-Mb HZO s výdržou 1012 cyklov a čítaním/zápisom 5/7ns pomocou obnovovania údajov pomocou ECC“ je založený na výsledkoch a Offset-Canceled Sense Amplifier „bol vybraný v ISSCC 2023 a čip bol vybraný v ISSCC Demo Session na vystavenie na konferencii.Yang Jianguo je prvým autorom článku a Liu Ming je zodpovedajúcim autorom.
Súvisiacu prácu podporuje Národná nadácia pre prírodné vedy v Číne, Národný kľúčový výskumný a vývojový program ministerstva vedy a techniky a pilotný projekt triedy B Čínskej akadémie vied.
(Fotka 9Mb čipu FeRAM na báze Hafnia a testu výkonu čipu)
Čas odoslania: 15. apríla 2023