Arm.已經(jīng)成立了一個(gè)分拆公司Cerfe Labs Inc.（德克薩斯州奧斯汀），以開發(fā)能夠擴(kuò)展到高級(jí)制程節(jié)點(diǎn)的批量交換非易失性存儲(chǔ)器。
大容量非易失性存儲(chǔ)器具有勝過電阻式RAM的潛力，而電阻式RAM通?；陔姌O之間的絲狀導(dǎo)電路徑的形成和斷開。根據(jù)Cerfe的說法，盡管需要進(jìn)一步的開發(fā)工作，但所謂的相關(guān)電子RAM（CeRAM）也具有與磁性RAM和SRAM競(jìng)爭(zhēng)的潛力。
該公司的創(chuàng)始人是ARM研究界的一些領(lǐng)導(dǎo)者，盡管未透露確切的融資條件和金額，但ARM正在提供初始資金并持有該公司的少數(shù)股權(quán)。
該公司開發(fā)了一項(xiàng)由ARM與CeRAM技術(shù)的發(fā)起者Symetrix Corp.（由科羅拉多大學(xué)的Carlos Paz de Araujo教授成立的一家研究公司）合作進(jìn)行的五年研究計(jì)劃。它基于過渡金屬氧化物（例如氧化鎳）中金屬到絕緣體的狀態(tài)轉(zhuǎn)變及其反轉(zhuǎn)。2018年，DARPA選擇了半導(dǎo)體設(shè)備制造商Applied Materials Inc.加入CeRAM的研究。
ARM首席執(zhí)行官Simon Segars在一份聲明中說：“在過去五年中，ARM研究團(tuán)隊(duì)在推進(jìn)CeRAM技術(shù)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步?！?Segars補(bǔ)充說：“隨著ARM加強(qiáng)對(duì)核心半導(dǎo)體IP業(yè)務(wù)的關(guān)注，我們將Cerfe Labs團(tuán)隊(duì)置于更加敏捷的位置，以使其能夠成功地將這種顛覆性技術(shù)推向市場(chǎng)?！?/p>
Cerfe的創(chuàng)始人包括ARM前研究副總裁Eric Hennenhoefer，CTO Greg Yeric，前ARM研究副總裁Lucian Shifren（負(fù)責(zé)啟動(dòng)和運(yùn)行將Symetrix和ARM整合在一起的材料和設(shè)備研究小組）。第四位聯(lián)合創(chuàng)始人是金·阿薩爾（Kim Asal），他之前也曾在ARM研究部擔(dān)任運(yùn)營(yíng)副總裁。
Yeric在電子郵件中表示：“我們正在將我們的公司重點(diǎn)放在具有原型的材料和設(shè)備研發(fā)上。我們最終不會(huì)看到自己交付存儲(chǔ)產(chǎn)品。我們希望通過戰(zhàn)略合作伙伴來實(shí)現(xiàn)?！?他補(bǔ)充說：“我們認(rèn)為我們還有12到18個(gè)月的時(shí)間才能達(dá)到其余的關(guān)鍵證明點(diǎn)，這將清楚地表明該技術(shù)已準(zhǔn)備好跨越‘lab-to-fab’鴻溝?！?/p>
Yeric說，最終一家以商業(yè)為重點(diǎn)的公司將需要根據(jù)特定需求調(diào)整CeRAM參數(shù)，這可能與性能、成本或操作溫度有關(guān)。Yeric說：“我們認(rèn)為，該過程可應(yīng)用于廣泛的制程節(jié)點(diǎn)，包括現(xiàn)有的IoT節(jié)點(diǎn)和未來的CMOS節(jié)點(diǎn)?！?/p>
Yeric說，Cerfe已經(jīng)在與潛在的戰(zhàn)略合作伙伴進(jìn)行初期討論?！白鳛椴牧虾凸に囍R(shí)產(chǎn)權(quán)公司，我們的計(jì)劃不包括為建造晶圓廠注入巨額資金。我們希望與以生產(chǎn)芯片為生的人建立合作伙伴關(guān)系是技術(shù)和公司發(fā)展的最佳途徑?！?/p>
除了與Symetrix合作開發(fā)CeRAM之外，Cerfe Labs還獲得了由Symetrix開發(fā)的鐵電RAM技術(shù)的許可，Cerfe名稱是相關(guān)電子RAM和鐵電體的收縮。
CeRAM技術(shù)的主要主張是，它基于與氧化鎳和其他過渡金屬氧化物的碳摻雜相關(guān)的體開關(guān)技術(shù)，與許多電阻式RAM技術(shù)相比，這帶來了許多潛在的優(yōu)勢(shì)。在過去的幾十年中一直處于發(fā)展中。
CeRAM被認(rèn)為是基于Mott過渡（金屬到絕緣體和絕緣體到金屬）的工作，這可以通過施加電壓和臨界電流密度來觸發(fā)。莫特狀態(tài)躍遷是眾所周知的并有記錄，這是由于電場(chǎng)屏蔽和電子定位所致。Cerfe有時(shí)將其技術(shù)稱為電子軌道切換。Mott過渡以諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者內(nèi)維爾·莫特爵士（Sir Nevill Mott）的名字命名。
這意味著，與其他過渡金屬氧化物電阻RAM不同，CeRAM器件不需要形成過程即可創(chuàng)建導(dǎo)電路徑。與大多數(shù)現(xiàn)有ReRAM背后的絲狀開關(guān)相比，這種現(xiàn)象具有改善性能和提高可靠性的前景。
一個(gè)關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)是，跨越材料主體的絕緣體-金屬過渡應(yīng)允許切換至亞納米尺寸范圍。與絲狀開關(guān)不同，它不依賴于會(huì)引起磨損和可靠性問題的材料運(yùn)動(dòng)，并且Mott過渡固有地快速。
Yeric表示，研究小組已實(shí)現(xiàn)2ns以下的轉(zhuǎn)換，并有信心將其降至1ns以下。他說：“鑒于大多數(shù)其他強(qiáng)相關(guān)電子（SCE）材料的開關(guān)速度小于100fs，這將主要由CMOS存取電路設(shè)計(jì)決定。”
最終，非易失性存儲(chǔ)器的高速開關(guān)可以允許替換邏輯電路中的SRAM，這反過來又可能會(huì)對(duì)處理器體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。對(duì)于內(nèi)存中計(jì)算神經(jīng)形態(tài)計(jì)算體系結(jié)構(gòu)，它也可能具有強(qiáng)大的功能。
Cerfe Labs擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)，并已獲得包括150多項(xiàng)美國(guó)專利的全面IP產(chǎn)品組合。到目前為止，盡管目前正在研究幾種過渡金屬材料和摻雜劑系統(tǒng)，但研究的結(jié)果已經(jīng)縮小到直徑為47nm的點(diǎn)。Yeric拒絕透露材料系統(tǒng)的細(xì)節(jié)時(shí)說：“我們已經(jīng)證明了四種以上的CeRAM材料，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，其中一種比氧化鎳更具吸引力。” 但是，隨著幾何形狀的減小，很難完全確定整體開關(guān)效果。埃里克說：“直到我們有了像X射線確認(rèn)之類的確定性東西，我們才會(huì)不斷接觸大象的不同部位，并且每次確認(rèn)大象時(shí)都會(huì)接觸它?！?/p>
ARM先前已經(jīng)投資了Symetrix所提供的300mm晶圓處理設(shè)備，以幫助進(jìn)行研究，但最終要證明該技術(shù)到最先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)將需要合作伙伴。IMEC研究所（比利時(shí)魯汶）一直在為研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行晶圓加工。
2014年，當(dāng)Araujo教授已經(jīng)從事該技術(shù)研究約五年時(shí)，聲稱使用氧化鎳可以在高達(dá)400攝氏度的溫度下保持穩(wěn)定狀態(tài)，并且可以在0.2V的電壓下讀取該狀態(tài)。據(jù)報(bào)道，盡管設(shè)備的幾何形狀較大，但其讀取耐久性卻達(dá)到10 ^ 12個(gè)周期。
Symetrix歡迎Cerfe Labs的成立，并表示CeRAM在2K至400攝氏度以下的溫度下運(yùn)行，并且是第一個(gè)在如此寬的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行而不會(huì)退化的存儲(chǔ)器。編程電壓為0.6V和1.2V。Symetrix重申了10 ^ 12個(gè)周期的循環(huán)耐久性，并說該技術(shù)正在與IMEC一起開發(fā)，其目標(biāo)是與低于14nm CMOS的工藝集成兼容。
Araujo教授說：“ CeRAM將基于相關(guān)電子現(xiàn)象和可逆相變的實(shí)際應(yīng)用開創(chuàng)量子設(shè)備時(shí)代?！?/p>
Yeric說，CeRAM技術(shù)可能會(huì)首先解決嵌入式閃存，但成本和功耗要低得多。然后，它可以朝著嵌入式MRAM / SRAM密度發(fā)展?！皩?duì)于‘新興’技術(shù)來說，找到未使用的壁often通常是最容易的，我希望對(duì)于CeRAM而言，這可能意味著從極端高溫或極端低成本的實(shí)施例開始。但是具有SRAM替代目標(biāo)的制造廠可能希望短路這個(gè)過程，”他說。
Yeric表示，Cerfe Labs希望在接下來的12到18個(gè)月內(nèi)證明幾何尺寸越來越小的設(shè)備可以用作批量開關(guān)，然后與商業(yè)制造商一起驗(yàn)證該設(shè)備在fab尺寸與fab兼容的集成中的可靠性和可重復(fù)性。耶里克總結(jié)說：“此外，我們計(jì)劃突出該技術(shù)的獨(dú)特功能，我們希望該技術(shù)的獨(dú)特之處在于其在所有其他NVM技術(shù)之上甚至在硅CMOS本身之外的高溫運(yùn)行?！?/p>