Mikroelektronik Enstitüsü Akademisyeni Liu Ming tarafından geliştirilen ve tasarlanan yeni tip hafniyum tabanlı ferroelektrik bellek yongası, tümleşik devre tasarımının en üst düzeyi olan 2023 yılında IEEE Uluslararası Katı Hal Devreler Konferansı'nda (ISSCC) sunuldu.
Yüksek performanslı yerleşik kalıcı bellek (eNVM), tüketici elektroniği, otonom araçlar, endüstriyel kontrol ve Nesnelerin İnterneti için uç cihazlarda SOC yongaları için yüksek talep görüyor.Ferroelektrik bellek (FeRAM), yüksek güvenilirlik, ultra düşük güç tüketimi ve yüksek hız avantajlarına sahiptir.Gerçek zamanlı olarak büyük miktarlarda veri kaydı, sık veri okuma ve yazma, düşük güç tüketimi ve gömülü SoC/SiP ürünlerinde yaygın olarak kullanılır.PZT malzemesine dayalı ferroelektrik bellek, seri üretime ulaştı, ancak malzemesi CMOS teknolojisi ile uyumsuz ve küçültülmesi zor, bu da geleneksel ferroelektrik belleğin geliştirme sürecinin ciddi şekilde engellenmesine ve gömülü entegrasyonun, yaygınlaştırılması zor olan ayrı bir üretim hattı desteğine ihtiyaç duymasına neden oluyor. Büyük bir boyutta.Yeni hafniyum tabanlı ferroelektrik belleğin minyatürleştirilebilirliği ve CMOS teknolojisiyle uyumluluğu, onu akademi ve endüstride ortak bir endişe kaynağı haline getiriyor.Hafniyum tabanlı ferroelektrik bellek, yeni nesil yeni belleğin önemli bir gelişme yönü olarak görülüyor.Şu anda, hafniyum tabanlı ferroelektrik belleğin araştırılması, yetersiz birim güvenilirliği, tam çevresel devre ile çip tasarımının olmaması ve eNVM'deki uygulamasını sınırlayan çip seviyesi performansının daha fazla doğrulanması gibi sorunlara hala sahiptir.
Gömülü hafniyum tabanlı ferroelektrik belleğin karşılaştığı zorlukları hedefleyen Mikroelectronics Enstitüsü'nden Akademisyen Liu Ming ekibi, dünyada ilk kez büyük ölçekli entegrasyon platformuna dayalı megab büyüklüğünde FeRAM test çipini tasarladı ve uyguladı. CMOS ile uyumlu hafniyum tabanlı ferroelektrik bellek ve 130nm CMOS işleminde HZO ferroelektrik kapasitörün büyük ölçekli entegrasyonunu başarıyla tamamladı.Sıcaklık algılama için bir ECC destekli yazma sürücü devresi ve otomatik ofset eleme için hassas bir amplifikatör devresi önerilmiştir ve şimdiye kadar bildirilen en iyi seviyeler olan 1012 döngü dayanıklılığı ve 7 ns yazma ve 5 ns okuma süresi elde edilmiştir.
"1012-Cycle Endurance ve 5/7ns Read/Write with ECC-Assisted Data Refresh ile 9-Mb HZO-tabanlı Gömülü FeRAM" makalesi sonuçlara dayanmaktadır ve ISSCC 2023'te Offset-Canceled Sense Amplifier seçilmiştir ve çip, konferansta görüntülenmek üzere ISSCC Demo Oturumunda seçildi.Yang Jianguo makalenin ilk yazarıdır ve Liu Ming ilgili yazardır.
İlgili çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı ve Çin Bilimler Akademisi'nin B-Sınıfı Pilot Projesi tarafından desteklenmektedir.
(9Mb Hafnium tabanlı FeRAM çip ve çip performans testinin fotoğrafı)
Gönderim zamanı: 15 Nisan 2023