Jenis baru dari chip memori feroelektrik berbasis hafnium yang dikembangkan dan dirancang oleh Liu Ming, Akademisi Institut Mikroelektronika, telah dipresentasikan pada Konferensi Sirkuit Solid-State Internasional (ISSCC) IEEE pada tahun 2023, level tertinggi dari desain sirkuit terpadu.
Memori non-volatile tertanam (eNVM) berkinerja tinggi sangat diminati untuk chip SOC dalam elektronik konsumen, kendaraan otonom, kontrol industri, dan perangkat edge untuk Internet of Things.Memori feroelektrik (FeRAM) memiliki keunggulan keandalan tinggi, konsumsi daya sangat rendah, dan kecepatan tinggi.Ini banyak digunakan dalam perekaman data dalam jumlah besar secara real time, sering membaca dan menulis data, konsumsi daya rendah dan produk SoC/SiP tertanam.Memori feroelektrik berdasarkan bahan PZT telah mencapai produksi massal, tetapi materialnya tidak kompatibel dengan teknologi CMOS dan sulit menyusut, yang menyebabkan proses pengembangan memori feroelektrik tradisional sangat terhambat, dan integrasi tertanam memerlukan dukungan lini produksi terpisah, sulit untuk dipopulerkan dalam skala besar.Miniaturabilitas memori feroelektrik berbasis hafnium baru dan kompatibilitasnya dengan teknologi CMOS menjadikannya pusat penelitian yang menjadi perhatian umum di dunia akademis dan industri.Memori feroelektrik berbasis hafnium telah dianggap sebagai arah pengembangan penting dari memori baru generasi berikutnya.Saat ini, penelitian memori feroelektrik berbasis hafnium masih memiliki masalah seperti keandalan unit yang tidak mencukupi, kurangnya desain chip dengan rangkaian periferal yang lengkap, dan verifikasi lebih lanjut dari kinerja level chip, yang membatasi penerapannya di eNVM.
Bertujuan untuk menghadapi tantangan yang dihadapi oleh memori feroelektrik berbasis hafnium tertanam, tim Akademisi Liu Ming dari Institut Mikroelektronika telah merancang dan mengimplementasikan chip uji FeRAM megab-magnitude untuk pertama kalinya di dunia berdasarkan platform integrasi skala besar memori feroelektrik berbasis hafnium yang kompatibel dengan CMOS, dan berhasil menyelesaikan integrasi skala besar kapasitor feroelektrik HZO dalam proses CMOS 130nm.Sirkuit drive tulis berbantuan ECC untuk penginderaan suhu dan sirkuit amplifier sensitif untuk eliminasi offset otomatis diusulkan, dan daya tahan siklus 1012 serta waktu tulis dan baca 7ns tercapai, yang merupakan level terbaik yang dilaporkan sejauh ini.
Makalah “FeRAM Tertanam Berbasis HZO 9-Mb dengan Ketahanan Siklus 1012 dan Baca/Tulis 5/7ns menggunakan Penyegaran Data Berbantuan ECC” didasarkan pada hasil dan Penguat Sense Offset-Dibatalkan “dipilih dalam ISSCC 2023, dan chip dipilih dalam Sesi Demo ISSCC untuk ditampilkan di konferensi.Yang Jianguo adalah penulis pertama makalah ini, dan Liu Ming adalah penulis yang sesuai.
Pekerjaan terkait didukung oleh National Science Science Foundation of China, National Key Research and Development Program of the Ministry of Science and Technology, dan B-Class Pilot Project of the Chinese Academy of Sciences.
(Foto uji kinerja chip dan chip FeRAM berbasis Hafnium 9Mb)
Waktu posting: Apr-15-2023