HP实验室展示集CMOS电路与忆阻器3D芯片

2008-12-02 10:35:39 来源:电子工程专辑

关键字：HP CMOS 3D芯片

惠普实验室(HP Labs)日前在加州柏克莱(Berkeley)举行的一场研讨会上，介绍了该机构正在研发中的首款3D忆阻器(memristor)芯片原型。该原型是惠普研究人员Qiangfei Xia将忆阻器纵横栓(crossbar)内存细胞堆栈在一颗CMOS逻辑芯片上而成。

“Xia是利用压印微影技术，将忆阻器纵横闩置放在CMOS逻辑电路上。”发明忆阻内存(memristive memory)技术的惠普实验室院士Stan Williams表示：“他创造了一种结合晶体管与忆阻器的混合电路。”Williams与他在惠普的同事Greg Snider曾经发表过一种FPGA，其结构位在忆阻器纵横闩中的位置，是在CMOS晶体管上方。

忆阻器纵横闩包含位于两个垂直金属线数组之间的两个二氧化钛层，一个二氧化钛层掺杂了氧孔洞，使其成为半导体；而另一个相邻的层则没有惨杂，让它维持绝缘体的自然状态。

当同时在顶部与底部的某个二氧化钛层纵横闩在线通电，纵横闩接面就被寻址，氧孔洞则会由掺杂层漂移至非惨杂层，使忆阻器纵横闩导电，并让内存位开启。而只要改变电流的方向，该内存位又会呈现关闭，而届时氧孔洞又回移回掺杂层。

Williams表示，惠普实验室的忆阻器FPGA展示了CMOS晶圆厂如何能以3D形式整合忆阻器与晶体管电路。

在该场研讨会上，Snider还发表了将忆阻器做为一个神经元运算架构突触(synapses)的设计；他指出，忆阻器纵横闩目前是唯一够密集、能模拟人脑的技术。而惠普实验室所研发的纵横闩，号称比人类大脑皮层突触还密集十倍。

透过将纵横闩堆栈在CMOS逻辑芯片上，可变电组可模仿神经元网络突触的学习功能。目前惠普实验室与波士顿大学(Boston University)正在合作，试图利用忆阻器开发首个人造神经元网络。