Liu Ming Mikroelektronika Institutuko akademikoak garatu eta diseinatutako hafnioan oinarritutako memoria-txip ferroelektriko mota berri bat aurkeztu da 2023an IEEE Nazioarteko Zirkuitu Solidoen Konferentzian (ISSCC), zirkuitu integratuen diseinuaren maila gorena.
Errendimendu handiko memoria ez-lurrunkor txertatua (eNVM) oso eskatua da SOC txipetarako kontsumo-elektronikan, ibilgailu autonomoetan, industria-kontrolean eta Gauzen Interneterako ertzeko gailuetan. Memoria ferroelektrikoak (FeRAM) fidagarritasun handiko, energia-kontsumo ultra-txikiko eta abiadura handiko abantailak ditu. Oso erabilia da denbora errealean datu kopuru handiak grabatzeko, datuak maiz irakurtzeko eta idazteko, energia-kontsumo txikiko eta SoC/SiP produktu txertatuetan. PZT materialean oinarritutako memoria ferroelektrikoak ekoizpen masiboa lortu du, baina bere materiala ez da bateraezina CMOS teknologiarekin eta zaila da txikitzen, eta horrek memoria ferroelektriko tradizionalaren garapen-prozesua larriki oztopatzen du, eta integrazio txertatua ekoizpen-lerro bereizi baten laguntza behar du, zaila dena eskala handian ezagutaraztea. Hafnioan oinarritutako memoria ferroelektriko berriaren miniaturagarritasunak eta CMOS teknologiarekin duen bateragarritasunak ikerketa-gune garrantzitsu bihurtzen dute akademian eta industrian. Hafnioan oinarritutako memoria ferroelektrikoa hurrengo belaunaldiko memoria berriaren garapen-norabide garrantzitsutzat hartu da. Gaur egun, hafnioan oinarritutako memoria ferroelektrikoaren ikerketak oraindik arazoak ditu, hala nola unitatearen fidagarritasun eskasa, zirkuitu periferiko osoa duen txiparen diseinu falta eta txiparen mailako errendimenduaren egiaztapen gehiago, eta horrek eNVM-n duen aplikazioa mugatzen du.
Hafnioan oinarritutako memoria ferroelektriko txertatuek dituzten erronkei aurre egiteko, Mikroelektronika Institutuko Liu Ming akademikoaren taldeak mega magnitudeko FeRAM proba-txipa diseinatu eta inplementatu du munduan lehen aldiz, CMOSrekin bateragarria den hafnioan oinarritutako memoria ferroelektrikoaren eskala handiko integrazio-plataforman oinarrituta, eta HZO kondentsadore ferroelektrikoaren eskala handiko integrazioa arrakastaz burutu du 130nm-ko CMOS prozesuan. Tenperatura detektatzeko ECC bidezko idazketa-zirkuitu bat eta desplazamendu-ezabatze automatikorako anplifikadore-zirkuitu sentikor bat proposatu dira, eta 1012 zikloko iraunkortasuna eta 7ns-ko idazketa-denbora eta 5ns-ko irakurketa-denbora lortu dira, orain arte jakinarazitako mailarik onenak direnak.
“9-Mb HZO-oinarritutako FeRAM txertatua, 1012 zikloko iraupenarekin eta 5/7ns irakurketa/idazketarekin ECC-Lagundutako Datuen Freskatzea erabiliz” artikulua emaitzetan oinarritzen da eta “Offset-Canceled Sense Amplifier” “ISSCC 2023an hautatu zen, eta txipa ISSCC Demo Saioan hautatu zen konferentzian erakusteko. Yang Jianguo da artikuluaren lehen egilea, eta Liu Ming, berriz, dagokion egilea.
Lotutako lana Txinako Zientzia Naturalen Fundazio Nazionalak, Zientzia eta Teknologia Ministerioaren Ikerketa eta Garapen Giltzarri Nazionalaren Programak eta Txinako Zientzien Akademiaren B Klaseko Pilotu Proiektuak babesten dute.
(9Mb-ko Hafnioan oinarritutako FeRAM txiparen eta txiparen errendimendu-probaren argazkia)
Argitaratze data: 2023ko apirilaren 15a
