Jenis baru chip memori feroelektrik berbasis hafnium yang dikembangkan dan dirancang oleh Liu Ming, Akademisi Institut Mikroelektronika, telah dipresentasikan pada Konferensi Sirkuit Solid-State Internasional IEEE (ISSCC) pada tahun 2023, tingkat tertinggi desain sirkuit terpadu.
Memori nonvolatil 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. Memori ini banyak digunakan dalam perekaman data dalam jumlah besar secara real time, pembacaan dan penulisan data yang sering, konsumsi daya rendah, dan produk SoC/SiP tertanam. Memori feroelektrik berbasis material PZT telah mencapai produksi massal, tetapi materialnya tidak kompatibel dengan teknologi CMOS dan sulit untuk menyusut, yang menyebabkan proses pengembangan memori feroelektrik tradisional terhambat secara serius, 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 kurang memadai, kurangnya desain chip dengan sirkuit periferal yang lengkap, dan verifikasi lebih lanjut tentang kinerja tingkat chip, yang membatasi penerapannya dalam eNVM.
Bertujuan untuk mengatasi tantangan yang dihadapi oleh memori feroelektrik berbasis hafnium tertanam, tim Akademisi Liu Ming dari Institut Mikroelektronika telah merancang dan mengimplementasikan chip uji FeRAM berkekuatan megab 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 penggerak tulis berbantuan ECC untuk penginderaan suhu dan sirkuit penguat sensitif untuk eliminasi offset otomatis diusulkan, dan ketahanan siklus 1012 serta waktu tulis 7ns dan waktu baca 5ns tercapai, yang merupakan level terbaik yang dilaporkan sejauh ini.
Makalah “FeRAM Tertanam Berbasis HZO 9-Mb dengan Daya Tahan 1012 Siklus dan Baca/Tulis 5/7ns menggunakan Penyegaran Data Berbantuan ECC” didasarkan pada hasil dan Penguat Sense yang Dibatalkan Offset “dipilih dalam ISSCC 2023, dan chip tersebut dipilih dalam Sesi Demo ISSCC untuk ditampilkan dalam konferensi. Yang Jianguo adalah penulis pertama makalah tersebut, dan Liu Ming adalah penulis korespondensi.
Pekerjaan terkait didukung oleh Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Program Penelitian dan Pengembangan Utama Nasional dari Kementerian Sains dan Teknologi, dan Proyek Percontohan Kelas B dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.
(Foto chip FeRAM berbasis Hafnium 9Mb dan uji kinerja chip)
Waktu posting: 15-Apr-2023
