Нов тип базиран на хафний фероелектричен чип с памет, разработен и проектиран от Liu Ming, академик на Института по микроелектроника, беше представен на IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) през 2023 г., най-високото ниво на проектиране на интегрални схеми.
Високопроизводителната вградена енергонезависима памет (eNVM) е в голямо търсене за SOC чипове в потребителската електроника, автономните превозни средства, промишленото управление и крайните устройства за Интернет на нещата.Фероелектричната памет (FeRAM) има предимствата на висока надеждност, ултра ниска консумация на енергия и висока скорост.Той се използва широко при големи количества запис на данни в реално време, често четене и запис на данни, ниска консумация на енергия и вградени SoC/SiP продукти.Фероелектричната памет, базирана на PZT материал, е постигнала масово производство, но нейният материал е несъвместим с CMOS технологията и е труден за свиване, което води до сериозно възпрепятстване на процеса на развитие на традиционната фероелектрична памет и вградената интеграция се нуждае от отделна поддръжка на производствена линия, трудна за популяризиране в голям мащаб.Миниатюрността на новата базирана на хафний фероелектрична памет и нейната съвместимост с CMOS технологията я правят изследователска гореща точка от общ интерес в академичните среди и индустрията.Базираната на хафний фероелектрична памет се счита за важна посока на развитие на следващото поколение нова памет.Понастоящем изследването на фероелектрична памет на базата на хафний все още има проблеми като недостатъчна надеждност на модула, липса на дизайн на чип с пълна периферна верига и допълнителна проверка на производителността на ниво чип, което ограничава приложението му в eNVM.
Насочвайки се към предизвикателствата, пред които е изправена вградената фероелектрична памет на базата на хафний, екипът на академик Лиу Минг от Института по микроелектроника проектира и внедри за първи път в света FeRAM тестов чип с мегабитова величина, базиран на широкомащабната интеграционна платформа на базирана на хафний фероелектрична памет, съвместима с CMOS, и успешно завърши широкомащабното интегриране на HZO фероелектричен кондензатор в 130nm CMOS процес.Предложени са ECC-подпомогната верига за задвижване на запис за температурно отчитане и чувствителна усилвателна верига за автоматично елиминиране на отместването и са постигнати 1012 цикъла издръжливост и 7ns запис и 5ns време за четене, което са най-добрите нива, докладвани досега.
Хартията „9-Mb HZO-базирана вградена FeRAM с 1012-цикълна издръжливост и 5/7ns четене/запис с помощта на ECC-асистирано опресняване на данни“ се основава на резултатите и Offset-Canceled Sense Amplifier „е избран в ISSCC 2023, и чипът беше избран в демонстрационната сесия на ISSCC, за да бъде показан в конференцията.Yang Jianguo е първият автор на статията, а Liu Ming е съответният автор.
Свързаната работа се подкрепя от Националната природонаучна фондация на Китай, Националната програма за ключови изследвания и развитие на Министерството на науката и технологиите и пилотния проект B-клас на Китайската академия на науките.
(Снимка на 9Mb базиран на хафний FeRAM чип и тест за производителност на чипа)
Време на публикуване: 15 април 2023 г