4Gbit DRAM和TSV 8Gbit产品亮相

2009-02-16 15:53:33来源: 日经BP社

      “ISSCC 2009”的Session 7“DRAM”时隔多日同时汇集了大容量、超高速及低功耗三大技术,是一场非常值得参加的研讨会。

  随着DRAM总线速度的提高,将多个内存模块连接到一条总线上变得愈发困难。另外,由于系统所要求的内存量不断增加,人们对DRAM实现更大容量的要求也不断提高。韩国三星电子(Samsung Electronics)针对这一点提出了两种方案。第一种方案是利用尖端的56nm工艺、6F2单元及铜线,开发出了173.8mm2的4Gbit DDR3。通过分割内存阵列、改进数据放大器以及支持延迟时间(Latency)控制电路的高速时钟等方法,使其在1.2V电源电压下实现了1.6Gbit/秒的速度。

  第二种方案是,使用硅通孔(TSV)并层叠4块2Gbit DRAM,试制出了8Gbit DDR3。最底层的一块装有DRAM内核并具有外部输入输出功能,其余3块只有DRAM内核,它们之间通过约300个TSV连接。这样,从外部看起来是一个DRAM,无需牺牲高速性能即可实现大容量。为了增加有效TSV的数量,还配备了故障电极的检测及诊断功能。TSV是目前的热门技术,因此现场提问时气氛十分活跃。

  在图形处理领域,三维化及高精细化的步伐加快,高速DRAM的要求永无止境。根据这种要求,德国奇梦达(Qimonda AG)开发出了每端子速度高达7Gbit/秒、目前速度最快的1Gbit GDDR5。该公司查明,要提高速度,降低电源系统的噪音十分重要,因此将数据输入输出电路的电源与其他电源分离。另外,还开发出了独立稳定的电源电路,将电源噪音降低了一半。

  以实现高速DRAM为目标的电路元件的研究也十分盛行。奇梦达公司在另一会议上详细公开了每端子速度为5.3Gbit/秒的单端收发器的电路元件技术,另与会人员产生了浓厚的兴趣。作为信号传输技术,韩国KAIST和三星电子共同提出了每端子速度为6Gbit/秒的模拟差分传输方式。采用普通差分传输方式时,发送1bit需要两根传输线,而此次提出的方式通过对相邻bit之间的数据组合进行编码并发送,只需单端+1根传输线即可实现传输。韩国海力士半导体(hynix semiconductor)发布了54nm工艺1Gbit GDDR3所配备的双模PDLL时钟同步电路。通过向PLL输入DLL的输出功率,分开了相位聚焦和抖动减轻功能。PLL可根据频率切换运行范围,600循环以下就会锁定。

  即使是用于手机等的低功耗DRAM,对带宽的要求也不断提高。其原因是,主机媒体处理器呈现出多核化趋势,需要与外部存储器进行大量数据交换。对此,海力士半导体开发出了带宽4.3Gbit/秒的1Gbit LPDDR2。根据运行区域对芯片内功耗较大的数据线进行分割处理,并通过配备独立的电源切断电路,降低了耗电量。

  在大容量DRAM中,降低内存阵列的运行电压同样有利于降低耗电量。为了减小传感放大器的偏移量,日立制作所追加了采用低Vt-MOS(已降低杂质浓度)的前置放大器,从而使内存阵列可在0.9V下运行。通过临时激活前置放大器,降低了泄漏电流。

关键字:ISSCC  DRAM  4Gbit  8Gbit  TSV

编辑:王程光 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2009/0216/article_1385.html
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