Нов тип на фероелектричен мемориски чип базиран на хафниум, развиен и дизајниран од Лиу Минг, академик на Институтот за микроелектроника, беше презентиран на Меѓународната конференција за цврсти кола (ISSCC) на IEEE во 2023 година, највисокото ниво на дизајн на интегрирани кола.
Вградената неиспарлива меморија со високи перформанси (eNVM) е многу барана за SOC чипови во потрошувачката електроника, автономните возила, индустриската контрола и рабните уреди за Интернет на нештата. Фероелектричната меморија (FeRAM) има предности како што се висока сигурност, ултра ниска потрошувачка на енергија и голема брзина. Широко се користи за снимање големи количини на податоци во реално време, често читање и пишување на податоци, ниска потрошувачка на енергија и вградени SoC/SiP производи. Фероелектричната меморија базирана на PZT материјал достигна масовно производство, но нејзиниот материјал е некомпатибилен со CMOS технологијата и тешко се намалува, што доведува до сериозно попречување на процесот на развој на традиционалната фероелектрична меморија, а вградената интеграција бара посебна поддршка за производствена линија, што е тешко да се популаризира во голем обем. Минијатурноста на новата фероелектрична меморија базирана на хафниум и нејзината компатибилност со CMOS технологијата ја прават истражувачка жариште од заеднички интерес во академијата и индустријата. Фероелектричната меморија базирана на хафниум се смета за важна насока на развој на следната генерација на нова меморија. Во моментов, истражувањето на фероелектричната меморија базирана на хафниум сè уште има проблеми како што се недоволна сигурност на единицата, недостаток на дизајн на чип со комплетно периферно коло и понатамошна верификација на перформансите на ниво на чип, што ја ограничува неговата примена во eNVM.
Со цел да се справат со предизвиците со кои се соочува вградената фероелектрична меморија базирана на хафниум, тимот на академик Лиу Минг од Институтот за микроелектроника го дизајнираше и имплементираше тест чипот FeRAM со мегабајт за прв пат во светот, базиран на платформата за интеграција на фероелектрична меморија базирана на хафниум компатибилна со CMOS, и успешно ја заврши интеграцијата на HZO фероелектричен кондензатор во 130nm CMOS процес. Предложено е коло за запишување со помош на ECC за мерење на температурата и коло за чувствителен засилувач за автоматска елиминација на поместување, а постигнати се издржливост од 1012 циклуси и време на запишување од 7ns и време на читање од 5ns, што се најдобрите нивоа пријавени досега.
Трудот „Вграден FeRAM базиран на 9 Mb HZO со издржливост од 1012 циклуси и време на читање/пишување од 5/7ns со користење на освежување на податоци со помош на ECC“ е базиран на резултатите, а засилувачот за сензори со поништување на офсет „беше избран на ISSCC 2023, а чипот беше избран на демо сесијата на ISSCC за да биде прикажан на конференцијата. Јанг Џиангуо е првиот автор на трудот, а Лиу Минг е автор-дописник.
Поврзаната работа е поддржана од Националната фондација за природни науки на Кина, Националната програма за клучни истражувања и развој на Министерството за наука и технологија и пилот-проектот од класа Б на Кинеската академија на науките.
(Фотографија од чип FeRAM базиран на хафниум од 9Mb и тест за перформанси на чипот)
Време на објавување: 15 април 2023 година
