Un nou tipus de xip de memòria ferroelèctrica basat en hafni desenvolupat i dissenyat per Liu Ming, acadèmic de l'Institut de Microelectrònica, s'ha presentat a la Conferència Internacional de Circuits d'Estat Sólid (ISSCC) de l'IEEE el 2023, el nivell més alt de disseny de circuits integrats.
La memòria no volàtil incrustada d'alt rendiment (eNVM) té una gran demanda de xips SOC en electrònica de consum, vehicles autònoms, control industrial i dispositius de punta per a l'Internet de les coses.La memòria ferroelèctrica (FeRAM) té els avantatges d'una alta fiabilitat, un consum d'energia molt baix i una alta velocitat.S'utilitza àmpliament en grans quantitats d'enregistrament de dades en temps real, lectura i escriptura freqüent de dades, baix consum d'energia i productes SoC/SiP integrats.La memòria ferroelèctrica basada en material PZT ha aconseguit una producció massiva, però el seu material és incompatible amb la tecnologia CMOS i és difícil de reduir, cosa que fa que el procés de desenvolupament de la memòria ferroelèctrica tradicional es dificulti seriosament i la integració integrada necessita un suport de línia de producció independent, difícil de popularitzar. a gran escala.La miniaturabilitat de la nova memòria ferroelèctrica basada en hafni i la seva compatibilitat amb la tecnologia CMOS la converteixen en un punt d'investigació de preocupació comú a l'acadèmia i la indústria.La memòria ferroelèctrica basada en hafni ha estat considerada com una important direcció de desenvolupament de la propera generació de nova memòria.Actualment, la investigació de la memòria ferroelèctrica basada en hafni encara té problemes com ara una fiabilitat insuficient de la unitat, la manca de disseny de xip amb un circuit perifèric complet i una verificació addicional del rendiment del nivell de xip, que limita la seva aplicació en eNVM.
Apuntant als reptes als quals s'enfronta la memòria ferroelèctrica basada en hafni incrustat, l'equip de l'acadèmic Liu Ming de l'Institut de Microelectrònica ha dissenyat i implementat el xip de prova FeRAM de magnitud megab per primera vegada al món basat en la plataforma d'integració a gran escala. de memòria ferroelèctrica basada en hafni compatible amb CMOS i va completar amb èxit la integració a gran escala del condensador ferroelèctric HZO en el procés CMOS de 130 nm.Es proposa un circuit d'escriptura assistit per ECC per a la detecció de temperatura i un circuit amplificador sensible per a l'eliminació automàtica del desplaçament, i s'aconsegueix una durabilitat de cicle de 1012 i un temps d'escriptura de 7 ns i un temps de lectura de 5 ns, que són els millors nivells reportats fins ara.
El document "Una FeRAM incrustada basada en HZO de 9 Mb amb resistència de 1012 cicles i lectura/escriptura de 5/7ns mitjançant l'actualització de dades assistida per ECC" es basa en els resultats i l'amplificador de sentit cancel·lat amb offset "es va seleccionar a ISSCC 2023 i el xip es va seleccionar a la sessió de demostració de l'ISSCC per mostrar-lo a la conferència.Yang Jianguo és el primer autor de l'article i Liu Ming és l'autor corresponent.
El treball relacionat compta amb el suport de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, el Programa Nacional de Recerca i Desenvolupament Clau del Ministeri de Ciència i Tecnologia i el Projecte Pilot de Classe B de l'Acadèmia Xinesa de Ciències.
(Foto de la prova de rendiment del xip i xip FeRAM basat en hafni de 9 Mb)
Hora de publicació: 15-abril-2023