《電子技術(shù)應(yīng)用》
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這款芯片將成為DRAM的替代者?

2021-05-20
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: DRAM DFM

  據(jù)electronicweekly報(bào)道,新加坡Unisantis Electronics推出了動(dòng)態(tài)閃存(Dynamic Flash Memory:DFM)。據(jù)介紹,這是一種比DRAM或其他類(lèi)型的易失性存儲(chǔ)器更快,更密集的技術(shù),并將有希望成為DRAM的替代者。

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  報(bào)道指出,Unisantis Electronics是由閃存技術(shù)的發(fā)明者Fujio Masuoka于2008年創(chuàng)立,擁有專(zhuān)利的環(huán)繞柵晶體管(surround gate transistor :SGT)技術(shù),這是一種3D晶體管設(shè)計(jì),可為存儲(chǔ)器和圖像傳感器半導(dǎo)體制造商提供顯著的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)勢(shì),并且能微縮到非常小節(jié)點(diǎn)。據(jù)介紹,垂直SGT為最終的電路實(shí)現(xiàn)提供了幾個(gè)關(guān)鍵特性:與平面和FinFET晶體管相比,提高了面密度;由于對(duì)晶體管通道的周?chē)鷸艠O進(jìn)行了強(qiáng)大的靜電控制,因此降低了泄漏功率,針對(duì)最終應(yīng)用優(yōu)化晶體管寬度和長(zhǎng)度尺寸,無(wú)論是高性能還是極低的功耗

  Unisantis已在設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)和三維過(guò)程仿真方面進(jìn)行了大量投資,以實(shí)現(xiàn)SGT技術(shù)的生產(chǎn)制造流程。正在進(jìn)行的工藝開(kāi)發(fā)和制造試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)正在將SGT技術(shù)產(chǎn)品化,以用于先進(jìn)的工業(yè)應(yīng)用。

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  Unisantis認(rèn)為,DRAM長(zhǎng)期以來(lái)一直面臨的挑戰(zhàn)是繼續(xù)以更低的成本封裝更多的存儲(chǔ),而又不增加功耗,DFM采取了革命性的方法來(lái)克服傳統(tǒng)易失性存儲(chǔ)器(如DRAM)的局限性,其固有的短,常規(guī)和耗電的刷新功能周期以及破壞性的讀取過(guò)程。

  DFM也是易失性存儲(chǔ)器的一種,但是由于它不依賴(lài)于電容器,因此泄漏路徑較少,因此開(kāi)關(guān)晶體管和電容器之間沒(méi)有連接。這樣的設(shè)計(jì)帶來(lái)的結(jié)果是單元設(shè)計(jì)具有顯著提高晶體管密度的潛力,因?yàn)樗粌H提供塊刷新,而且作為閃存提供塊擦除。那就意味著DFM降低了刷新周期的頻率和開(kāi)銷(xiāo),并且能夠與DRAM相比,可顯著提高速度和功耗。

  通過(guò)使用TCAD仿真,Unisantis已證明DFM與DRAM相比具有將密度提高4倍的巨大潛力。根據(jù)最近的IEEE ISSCC(國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議)論文,DRAM的擴(kuò)展幾乎停止在16Gb。

  在4F2單元密度下對(duì)DFM建模可以發(fā)現(xiàn)DFM的完美結(jié)構(gòu)。DFM的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)意味著Gb / mm2的顯著提高,而今天對(duì)DRAM的限制(目前為16Gb)可以使用DFM的根本增強(qiáng)的單元結(jié)構(gòu)立即增加到64Gb內(nèi)存。

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  更換DRAM是該行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn),不僅是因?yàn)镈RAM已占當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)內(nèi)存的需求的50%以上(Yole Development,2020年)。預(yù)測(cè)還表明,到2025年,對(duì)這類(lèi)低成本,高密度DRAM的需求將繼續(xù)增長(zhǎng),并超過(guò)1000億美元。但是,一些提議的替代方案也面臨著技術(shù)挑戰(zhàn),包括無(wú)電容器的DRAM,ZRAM或簡(jiǎn)單的GAA和Nanosheet方法,與DFM相比,它們都有其自身的局限性。

  DFM由Unisantis根據(jù)SGT Technology的成熟技術(shù)原理開(kāi)發(fā),并基于該工作和公司的創(chuàng)新,特別是在存儲(chǔ)半導(dǎo)體領(lǐng)域。

 


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