Un nou tip de cip de memorie feroelectric pe bază de hafniu, dezvoltat și proiectat de Liu Ming, academician al Institutului de Microelectronică, a fost prezentat la Conferința Internațională a Circuitelor Solid-State (ISSCC) IEEE în 2023, cel mai înalt nivel de proiectare a circuitelor integrate.
Memoria nevolatilă încorporată de înaltă performanță (eNVM) este la mare căutare pentru cipuri SOC în electronice de larg consum, vehicule autonome, control industrial și dispozitive de vârf pentru Internetul obiectelor.Memoria feroelectrică (FeRAM) are avantajele fiabilității ridicate, consumului de energie ultra-scăzut și vitezei mari.Este utilizat pe scară largă în cantități mari de înregistrare de date în timp real, citire și scriere frecventă a datelor, consum redus de energie și produse SoC/SiP încorporate.Memoria feroelectrică bazată pe material PZT a realizat o producție în masă, dar materialul său este incompatibil cu tehnologia CMOS și dificil de micșorat, ceea ce duce la procesul de dezvoltare a memoriei feroelectrice tradiționale este serios împiedicat, iar integrarea încorporată are nevoie de un suport separat pentru linia de producție, dificil de popularizat. pe scară largă.Miniaturabilitatea noilor memorii feroelectrice pe bază de hafniu și compatibilitatea acesteia cu tehnologia CMOS fac din aceasta un punct fierbinte de cercetare de interes comun în mediul academic și industrie.Memoria feroelectrică pe bază de hafniu a fost privită ca o direcție importantă de dezvoltare a noii generații de memorie.În prezent, cercetarea memoriei feroelectrice pe bază de hafniu are încă probleme precum fiabilitatea insuficientă a unității, lipsa designului de cip cu circuit periferic complet și verificarea ulterioară a performanței la nivel de cip, ceea ce limitează aplicarea acesteia în eNVM.
Vizând provocările cu care se confruntă memoria feroelectrică încorporată pe bază de hafniu, echipa academicianului Liu Ming de la Institutul de Microelectronică a proiectat și implementat pentru prima dată în lume cipul de testare FeRAM de mărime megab, pe baza platformei de integrare la scară largă. de memorie feroelectrică pe bază de hafniu compatibilă cu CMOS și a finalizat cu succes integrarea la scară largă a condensatorului feroelectric HZO în procesul CMOS de 130 nm.Sunt propuse un circuit de comandă de scriere asistat de ECC pentru detectarea temperaturii și un circuit amplificator sensibil pentru eliminarea automată a offset-ului și se realizează o durabilitate de 1012 cicluri și un timp de scriere de 7 ns și un timp de citire de 5 ns, care sunt cele mai bune niveluri raportate până acum.
Lucrarea „Un FeRAM încorporat bazat pe HZO de 9 Mb cu anduranță de 1012 cicluri și citire/scriere de 5/7ns folosind reîmprospătarea datelor asistată de ECC” se bazează pe rezultate și amplificatorul de sens cu compensare anulată „a fost selectat în ISSCC 2023 și cipul a fost selectat în Sesiunea Demo ISSCC pentru a fi afișat în conferință.Yang Jianguo este primul autor al lucrării, iar Liu Ming este autorul corespunzător.
Lucrarea aferentă este susținută de Fundația Națională de Științe Naturale din China, Programul Național de Cercetare și Dezvoltare Cheie al Ministerului Științei și Tehnologiei și Proiectul Pilot B-Class al Academiei Chineze de Științe.
(Fotografie a testului de performanță a cipului FeRAM și a cipului pe bază de hafniu de 9Mb)
Ora postării: 15-apr-2023