Nova vrsta feroelektričnog memorijskog čipa na bazi hafnija koju je razvio i dizajnirao Liu Ming, akademik s Instituta za mikroelektroniku, predstavljena je na IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2023., što je najviša razina dizajna integriranih sklopova.
Ugrađena trajna memorija visokih performansi (eNVM) velika je potražnja 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.Naširoko se koristi za snimanje velikih količina podataka u stvarnom vremenu, često čitanje i pisanje podataka, nisku potrošnju energije i ugrađene SoC/SiP proizvode.Feroelektrična memorija temeljena na PZT materijalu postigla je masovnu proizvodnju, ali je njen materijal nekompatibilan s CMOS tehnologijom i teško ga je smanjiti, što dovodi do toga da je razvojni proces tradicionalne feroelektrične memorije ozbiljno ometen, a ugrađena integracija zahtijeva podršku za odvojenu proizvodnu liniju, koju je teško popularizirati u velikim razmjerima.Minijaturnost nove feroelektrične memorije na bazi hafnija i njezina kompatibilnost s CMOS tehnologijom čine je istraživačkim žarištem od zajedničkog interesa u akademskoj zajednici i industriji.Feroelektrična memorija na bazi hafnija smatra se važnim razvojnim smjerom nove generacije nove memorije.Trenutačno, istraživanje feroelektrične memorije na bazi hafnija još uvijek ima problema kao što su nedovoljna pouzdanost jedinice, nedostatak dizajna čipa s potpunim perifernim krugom i daljnjom provjerom performansi na razini čipa, što ograničava njegovu primjenu u eNVM-u.
Ciljajući na izazove s kojima se suočava ugrađena feroelektrična memorija na bazi hafnija, tim akademika Liu Minga s Instituta za mikroelektroniku dizajnirao je i implementirao FeRAM testni čip megab veličine po prvi put u svijetu temeljen na integracijskoj platformi velikih razmjera feroelektrične memorije na bazi hafnija kompatibilne s CMOS-om, te uspješno dovršili veliku integraciju HZO feroelektričnog kondenzatora u 130nm CMOS proces.Predlaže se pogonski krug pisanja potpomognut ECC-om za mjerenje temperature i osjetljivi krug pojačala za automatsko uklanjanje pomaka, a postiže se trajnost od 1012 ciklusa i vrijeme pisanja od 7 ns i vrijeme čitanja od 5 ns, što su najbolje razine prijavljene do sada.
Rad "Ugrađeni FeRAM temeljen na HZO-u od 9 Mb s izdržljivošću od 1012 ciklusa i 5/7 ns čitanja/pisanja korištenjem ECC-Assisted Data Refresh" temelji se na rezultatima i Offset-Canceled Sense Amplifier "odabran je na ISSCC 2023, i čip je odabran u ISSCC demo sesiji za izlaganje na konferenciji.Yang Jianguo je prvi autor rada, a Liu Ming je odgovarajući autor.
Povezani rad podupiru Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine, Nacionalni ključni istraživački i razvojni program Ministarstva znanosti i tehnologije i pilot-projekt B-klase Kineske akademije znanosti.
(Fotografija FeRAM čipa od 9 Mb baziranog na Hafnijumu i test performansi čipa)
Vrijeme objave: 15. travnja 2023