存储器技术:用创新积极应对产业风暴

2009-05-25 10:40:50来源: Semiconductor Insights

      Semiconductor Insights最新分析报告指出,储存市场已经开始进行创新以应对这场经济风暴。报告中提到了 Hynix、 SanDisk和 Toshiba开发的3-bit和4-bit存储单元。据称,采用3-bit和4-bit存储的创新技术,并结合高级的40nm和30nm工艺, NAND闪存的晶圆利用率已经提升到超过250Mbit/mm2。不久前,2-bit多层单元(MLC)设计结合50nm到40nm工艺的设计让晶圆利用率达到了100到150Mbits/mm2。

      NAND制造商已经出现了架构上的分歧。SanDisk和Toshiba的设计采用全数据线all-bit line(ABL)架构,他们在去年开始推这一设计。Samsung的42nm设计则是基于他们传统的架构,即分别激活奇数数据线和偶数数据线。Hynix的48nm、3bit单元、32Gbit NAND也采用传统的双数据线架构。Intel和Micron的设计则在裸片的中间设置了页面缓冲,有效的平均分配数据线长度并增强了性能。在40nm工艺引入之前,NAND设计人员必须优先考虑在多次读写情况下NAND单元的可靠性。

      不同的供应商采用不同的办法来确保可靠性。致漏极泄漏GIDL(Gate-induced drain leakage)会让存储单元趋于退化和失效。SanDisk和Toshiba采用了两条虚拟数据线(每条位于一个NAND单列(NAND string)的结尾,靠近选择门),来减轻电流压力并达到一定的可靠性。通过减少增加的数据线的裸片尺寸,NAND单列的数量增加了一倍,从32增加到64。而增加的两个虚拟数据线让整个NAND单列的数量达到66。

      选择这种架构确保了单元的可靠性,只要他们不改变NAND单列的长度,数据线长度就能加倍。该架构的创新让控制极减轻了这种效应。SanDisk和Toshiba最早在他们的43nm产品中采用这种NAND单列结构,并在32nm、3-bit单元的3Gbit NAND和43nm、4-bit单元的64Gbit NAND设计中保留这种架构。

      采用3-bit或4-bit单元结构的NAND器件形成了多种挑战。首先,最显而易见的是如何确定状态,对于3-bit单元来说有8种状态,而4-bit单元有16种电压保持状态。从电路设计的角度来看,这意味着内部电压泵必须产生更高的电平。电压泵在NAND闪存裸片中占据了很大的面积,即是在MLC的设计中也是这样。随着更高的电平需求,3-bit和4-bit单元NAND的电压泵设计需要更高的效率和可靠性。在单个NAND闪存单元内实现8个或16个状态对于高性能的实现十分重要。增加的阶跃脉冲读写(ISPP)在以往的MLC设计中得到广泛采用。最新的NAND闪存设计中的新的读写技术得到了最优化,让操作更加可靠,让针对的应用具备合理的性能。增加的NAND单列长度同时影响了产生的数据线电压,并对NAND单列中相应位置的数据线起作用。Intel和Micron在他们34nm、32Gbit NAND闪存中采用的DAC类电压发生控制器是另一个创新的例子,这让更长的NAND单列满足可靠性要求。而Hynix宣布了另一种读写算法,称为“起点偏置控制”(Start Bias Control)和“智能盲读写”(Smart Blind Program),让读写的性能提高了30%。

      3-bit和4-bit NAND单元闪存的读写性能设计各不相同,不过都能达到5.5 Mbytes/s的速率。SanDisk和Toshiba的43nm、4-bit单元的64Gbit NAND器件达到5.6 Mbytes/s。Hynix的48nm、3-bit单元的32Gbit NAND闪存达到5.5Mbytes/s。作为对比的是,在ISSCC 2008的会议上,SanDisk和Toshiba宣布56nm、3-bit单元的16Gbit NAND设计可提供8Mbytes/s的性能。该规格暗示,不论4-bit单元的设计和增加的NAND单列长度的读写挑战有多大,SanDisk和Toshiba的4-bit单元闪存可以完全达到Hynix 3-bit单元设计的性能。

      3-bit单元的NAND闪存设计已经可以在56nm、48nm和32nm工艺节点实现,但今年才是4-bit单元得以实现的第一年。4-bit单元NAND的开发在2006年7月SanDisk收购MSystemsin后就已经开始。除了在一个小单元内设置16个状态的挑战,在广泛的应用领域中4-bit NAND产品要取得成功,嵌入式控制器兼容4-bit也是十分关键的。

      NAND闪存产业的创新在最近几年一直面临极大的压力,除去价格腐蚀拖延的时间。在令人畏缩的外部环境下,NAND创新的逐渐活跃显示了NAND板块的复苏——也许从大的方面讲是存储产业的复苏。

关键字:存储器技术  创新

编辑:王程光 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2009/0525/article_538.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
存储器技术
创新

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 市场动态 半导体生产 材料技术 封装测试 工艺设备 光伏产业 平板显示 电子设计 电子制造 视频教程

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved