Az IEEE Nemzetközi Szilárdtest-áramkörök Konferenciáján (ISSCC) 2023-ban mutatták be a Liu Ming, a Mikroelektronikai Intézet akadémikusa által kifejlesztett és tervezett új típusú hafnium alapú ferroelektromos memóriachipet, amely az integrált áramkörök tervezésének legmagasabb szintje.
A nagy teljesítményű beágyazott nem felejtő memória (eNVM) nagy keresletet mutat a SOC chipek iránt a fogyasztói elektronikában, az autonóm járművekben, az ipari vezérlőkben és a tárgyak internete éleszközeiben.A ferroelektromos memória (FeRAM) előnye a nagy megbízhatóság, az ultraalacsony energiafogyasztás és a nagy sebesség.Széles körben használják nagy mennyiségű, valós idejű adatrögzítéshez, gyakori adatolvasáshoz és -íráshoz, alacsony energiafogyasztáshoz és beágyazott SoC/SiP termékekhez.A PZT-anyagon alapuló ferroelektromos memória tömeggyártást ért el, de anyaga nem kompatibilis a CMOS technológiával és nehezen zsugorítható, ami a hagyományos ferroelektromos memória fejlesztési folyamatához vezet, ami súlyosan akadályozott, és a beágyazott integráció külön gyártósor támogatást igényel, nehezen népszerűsíthető nagy mértékben.Az új hafnium alapú ferroelektromos memória miniatűríthetősége és a CMOS technológiával való kompatibilitása a tudományos és az ipar közös érdeklődésre számot tartó kutatóhelyévé teszi.A hafnium alapú ferroelektromos memóriát az új memória következő generációjának fontos fejlesztési irányának tekintik.A hafnium alapú ferroelektromos memória kutatása jelenleg is olyan problémákkal küzd, mint az egység elégtelen megbízhatósága, a chip tervezésének hiánya a teljes periféria áramkörrel, valamint a chip szintű teljesítmény további ellenőrzése, ami korlátozza az eNVM-ben való alkalmazását.
A beágyazott hafnium alapú ferroelektromos memória kihívásaira törekedve Liu Ming akadémikus, a Mikroelektronikai Intézet munkatársa a világon először megtervezte és implementálta a megab nagyságú FeRAM tesztchipet, amely a nagyszabású integrációs platformon alapul. CMOS-kompatibilis hafnium alapú ferroelektromos memória, és sikeresen befejezte a HZO ferroelektromos kondenzátor nagyszabású integrációját a 130 nm-es CMOS folyamatban.Javasoljuk az ECC-vel támogatott írási meghajtó áramkört a hőmérséklet-érzékeléshez és egy érzékeny erősítő áramkört az automatikus eltolás megszüntetéséhez, és 1012 ciklusú tartósságot és 7ns írási és 5ns-os olvasási időt érnek el, amelyek az eddig jelentett legjobb szintek.
A „9 Mb-os HZO-alapú beágyazott FeRAM 1012-ciklusos kitartással és 5/7ns olvasási/írási sebességgel ECC-segített adatfrissítéssel” című dokumentum az eredményeken alapul, és az Offset-Canceled Sense Amplifier-t az ISSCC 2023-ban választották ki, és a chipet az ISSCC Demo Session-ban választották ki, hogy a konferencián megjelenjenek.Yang Jianguo a tanulmány első szerzője, Liu Ming pedig a megfelelő szerző.
A kapcsolódó munkát a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány, a Tudományos és Technológiai Minisztérium Nemzeti Kulcsfontosságú Kutatási és Fejlesztési Programja, valamint a Kínai Tudományos Akadémia B-osztályú kísérleti projektje támogatja.
(Fotó a 9Mb Hafnium-alapú FeRAM chipről és a chip teljesítménytesztről)
Feladás időpontja: 2023.04.15