Intel、SanDisk等争相揭密下一代存储器

2008-02-12 16:16:36来源: 电子工程世界 向农 编译

  更多的存储器供应商正蹬离起跑器出发,下一代存储器的竞赛正在持续。但问题依然存在,这些发明将来会成为主流吗?在ISSCC(International Solid-State Circuits Conference,国际晶体管电路讨论会)2008上,Intel公司和意法半导体在存储器方面取得了里程碑式的进展,他们之前发布的相变存储(phase change memory,PCM) 生产线已开始生产样品。外界猜测这个采用90nm工艺、容量为128Mb的产品上市会是在2009年晚些时候,比原先预计的稍晚了些。

  最近飞思卡尔,、NEC等宣布了与PCM竞争的MRAM产品,而德州仪器等则声称正在生产另一种名为FRAM 的竞争性产品,其他供应商则正在努力达到现有技术的极限。在ISSCC上,SanDisk公司宣称在3、4月时,世界上第一条商用的每个单元可存储3位数据(three-bit-per-cell)的NAND闪存将会实现量产,这项技术是和其合作伙伴东芝公司共同开发的。

  SanDisk 还介绍了一种采用43nm制程的多层单元(multi-level,MLC) NAND 闪存,这项技术同样是与东芝公司合作开发的。
人们预测像FRAM、MRAM、 PCM及其他的下一代存储器将会取代现有的DRAM及闪存技术,这是因为浮技术将会达到其物理极限,所以现有的存储器技术会撞到墙。

  意法半导体存储器事业部研发总监Giulio Casagrande说,现今的闪存最少可以达到 22-nm工艺节点,DRAM可以终结得甚至更快些。但在多年的研发之后,由于制造难题、成本以及缺乏应用等问题,下一代存储器技术还在为能够蹬离起跑器而奋争。

  有些公司已经在这些技术上耕耘多年了,如Intel公司从2000年以来就一直与Ovonyx公司合作研发相变非挥发性存储(ovonic unified memory,OUM,或称作PCM),那时Intel是在赌博。意法半导体在2001年加入了与Ovonyx的合作。Intel和意法半导体在2007年发布了新产品后,现在终于出货了。这项代号为Alverstone的产品是Intel的第一个相变内存产品。

  在非正式的说法里,这个90nm的128Mb产品被宣传为NOR闪存的替代品。Intel公司的技术经理 Cliff Smith称该产品与传统的闪存相比,能以更低的功耗提供更快的读写速度。

  这些非易失性的内存技术基于一种硫化物在电脉冲的感应下的相位转换,很难实现稳定的量产,相变材料以晶态和非晶态来代表“0”和“1”。

  “Alverstone”和未来的产品将会成为Numonyx公司的重要业务,这家半导体公司是Intel、意法半导体和私募基金公司Francisco Partners在2007年5月签署的协议,有望于2008年第一季度建成。

  一些供应商则在推动其他竞争性的技术,如日本的NEC公司最近宣布研制成了世界上最快的MRAM,频率可达到250MHz,容量为1Mb,可以替代SRAM。每个存储单元由两个晶体管、一个磁隧道结组成,加之一个新电路设计,使其运行速率可以达到250MHz。NEC电子公司的资深副总裁Masao Fukuma说MRAM现在还处于研发阶段,最终其将针对有选择的市场,“嵌入式内存是我们的第一个目标”。

  其他供应商正在拓展现有的技术,预计在未来几年传统技术还将占据主流市场。SanDisk在ISSCC发布了和东芝共同研发的每个单元存储3位数据的NAND闪存,这个被称作X3技术的第一款产品为16Gb、56nm工艺,X3具有更好的制造效率和更低的核心(Die)的成本。

  SanDisk和东芝还联合提交了一个有关43nm、16Gb的NAND闪存技术的论文,与56nm工艺相比,该技术可以使每个芯片上的密度增加1倍,同时降低Die的成本。SanDisk有意在2008年的第二季度出货,首先是16Gb的产品,接下来32Gb产品将在2008年下半年登场。

  背景资料:下一代纳米非挥发性存储器研究
  中国科学院微电子研究所 刘明

  随着集成电路的技术节点不断向前推进,目前国际上非挥发性存储技术研究的走势主要是两个大方向:一是尽可能将目前的主流Flash技术向更高技术代(45nm甚至32nm)推进,纳米晶存储解决方案就是其代表,另一个研究趋势就是在Flash技术达到其物理极限而无法继续推进后,采用完全不同的新技术和新的存储原理,以相变存储(PCM:Phase Change Memory)技术和电阻转变存储(RRAM:Resistive RAM)技术为代表。

  电阻转变存储技术(Resistive Switching)是以材料的电阻在外加电场作用下可在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的。目前已知的在电场下具有电阻可逆转换特性的材料有:(1)二元金属氧化物,(2)多元金属氧化物,(3)有机聚合物。RRAM具有在32nm节点及以下取代现有主流Flash存储器的潜力,因而成为目前新型存储器器件的一个重要研究方向。这主要是由于一些电阻转变材料在性能上所具有的突出优点:作为工作内存,其速度可与SRAM匹敌;作为存储内存,能够实现与NAND型闪存相抗衡的成本;与PCM类似,具有极强的工艺技术代可拓展性和兼容性;非常适合嵌入式应用。

关键字:量产  闪存  开发  相变  替代  晶体管

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/embed/200802/article_17807.html
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