نوع جدیدی از تراشه‌های حافظه فروالکتریک مبتنی بر هافنیوم که توسط لیو مینگ، آکادمیسین مؤسسه میکروالکترونیک توسعه و طراحی شده است، در کنفرانس بین‌المللی مدارهای حالت جامد IEEE (ISSCC) در سال 2023 ارائه شده است که بالاترین سطح طراحی مدار مجتمع است.
حافظه غیر فرار تعبیه شده با کارایی بالا (eNVM) تقاضای بالایی برای تراشه های SOC در لوازم الکترونیکی مصرفی، وسایل نقلیه خودران، کنترل صنعتی و دستگاه های لبه برای اینترنت اشیا دارد.حافظه فروالکتریک (FeRAM) دارای مزایای قابلیت اطمینان بالا، مصرف انرژی بسیار کم و سرعت بالا است.این به طور گسترده ای در حجم زیادی از ضبط داده ها در زمان واقعی، خواندن و نوشتن مکرر داده ها، مصرف انرژی کم و محصولات SoC/SiP تعبیه شده استفاده می شود.حافظه فروالکتریک مبتنی بر مواد PZT به تولید انبوه دست یافته است، اما مواد آن با فناوری CMOS ناسازگار است و کوچک شدن آن دشوار است، که منجر به فرآیند توسعه حافظه فروالکتریک سنتی به طور جدی مختل می شود، و یکپارچه سازی تعبیه شده نیاز به پشتیبانی خط تولید جداگانه دارد، که محبوبیت آن دشوار است. در مقیاس بزرگ.کوچک بودن حافظه فروالکتریک جدید مبتنی بر هافنیوم و سازگاری آن با فناوری CMOS، آن را به کانون تحقیقاتی مورد توجه عمومی در دانشگاه و صنعت تبدیل کرده است.حافظه فروالکتریک مبتنی بر هافنیوم به عنوان یک جهت توسعه مهم برای نسل بعدی حافظه جدید در نظر گرفته شده است.در حال حاضر، تحقیقات حافظه فروالکتریک مبتنی بر هافنیوم هنوز دارای مشکلاتی مانند عدم اطمینان واحد، عدم طراحی تراشه با مدار کامل محیطی، و تأیید بیشتر عملکرد سطح تراشه است که کاربرد آن را در eNVM محدود می‌کند.
با هدف چالش‌های پیش روی حافظه فروالکتریک مبتنی بر هافنیوم تعبیه‌شده، تیم آکادمیسین لیو مینگ از مؤسسه میکروالکترونیک، تراشه آزمایشی FeRAM با قدر مگابایت را برای اولین بار در جهان بر اساس پلت فرم یکپارچه‌سازی در مقیاس بزرگ طراحی و پیاده‌سازی کرده است. از حافظه فروالکتریک مبتنی بر هافنیوم سازگار با CMOS، و ادغام در مقیاس بزرگ خازن فروالکتریک HZO در فرآیند CMOS 130 نانومتری را با موفقیت به پایان رساند.یک مدار درایو نوشتن با کمک ECC برای سنجش دما و یک مدار تقویت‌کننده حساس برای حذف افست خودکار پیشنهاد شده‌اند، و دوام چرخه 1012 و زمان نوشتن 7 ثانیه و زمان خواندن 5 ثانیه به دست آمده‌اند که بهترین سطوح گزارش شده تاکنون هستند.
مقاله "یک FeRAM تعبیه شده مبتنی بر HZO با 9 مگابایت با استقامت چرخه 1012 و خواندن/نوشتن 5/7 ثانیه با استفاده از بازخوانی داده به کمک ECC" بر اساس نتایج است و تقویت کننده حس لغو شده Offset "در ISSCC 2023 انتخاب شد، و تراشه در جلسه نمایشی ISSCC برای نمایش در کنفرانس انتخاب شد.یانگ جیانگو اولین نویسنده مقاله و لیو مینگ نویسنده مسئول مقاله است.
کار مرتبط توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین، برنامه تحقیق و توسعه کلید ملی وزارت علوم و فناوری، و پروژه آزمایشی کلاس B آکادمی علوم چین پشتیبانی می شود.
(عکس از تراشه 9 مگابایتی FeRAM مبتنی بر هافنیوم و تست عملکرد تراشه)
زمان ارسال: آوریل-15-2023