取代NAND的电阻变化型新内存亮相

2010-02-24 18:55:12来源: 技术在线

  在半导体电路技术国际会议“ISSCC 2010”的Session14“Non-Volatile Memory”上,MRAMPCM以及FeRAM等非易失性内存的发布齐聚一堂。今年技术发布的看点是(1)意图取代NAND闪存的电阻变化型内存首次在ISSCC上亮相,(2)此前被称为新型内存的MRAM、PCM和FeRAM的开发正稳步前进。

  首先,关于电阻变换型内存(ReRAM),美国Unity Semiconductor发布了在记忆元件中采用金属氧化物(CMOx)的64Mbit测试芯片(演讲序号:14.3)。与其他的ReRAM不同,该芯片无需选择单元,而且可实现多值化和多层化,因此实际单元面积可达到与NAND闪存同等以下的水平。另外,该公司自信地表示,该芯片与其他ReRAM相比可靠性更为出色。原因是其他ReRAM在记忆元件的一部分形成柱状电流通路,而此次发布的产品则是改变记忆元件整体的电阻,以及通过比耐压(10V左右)还要低许多的低电压(±4V左右)进行擦写动作。

  Unity Semiconductor展示了多达1000次的擦写结果,今后计划将擦写次数提高到5000次左右。虽然此次的发布只限于采用90nm工艺的64Mbit芯片的试制,不过几年后将以123mm2的芯片面积(单元面积为0.0081μm2(*))实现采用45nm工艺的64Gbit产品。另外,曾经在去年的ISSCC上发布过的43nm工艺64Gbit NAND闪存虽然采用了4bit/单元,但面积还是高达244mm2,因此可以看出此次发布的ReRAM潜力较高。

  另外,MRAM,PCM和FeRAM方面,热情高涨的发布也接连不断。关于MRAM,多伦多大学(与富士通研究所共同发布)以及东芝均发布了自旋注入方式(STT:Spin Transfer Torque)MRAM(演讲序号:14.1、14.2)。与原来的磁场擦写方式不同,自旋注入方式可以大幅降低擦写电流,因此可以实现单元的小型化。多伦多大学等的发布内容是通过并联记忆元件的负性电阻,以确保读取时裕度(Margin)的电路方式。另一方面,东芝的发布瞄准了128Mbit级的大容量内存。通过采用垂直型磁性记忆元件,将单元面积降至0.358um2,同时通过恰当设定参考电流的电路方式确保了动作裕度。此次采用65nm工艺试制出了芯片面积为47mm2的64Mbit MRAM。周期时间为30ns,采用了SRAM兼容的标准。

  PCM方面有两项发布,意法半导体(STMicroelectronics)和恒忆(Numonyx)发布了面向混载的4Mbit宏,恒忆发布了1Gbit的大容量内存(演讲序号:14.7、14.8)。尤其是恒忆的1Gbit PCM让人觉得实用化近在咫尺。存取时间为85ns,传输速度在读取时为266MB/秒,在写入时为9MB/秒,芯片面积为37.5mm2,非常小。采用了由4个内存单元共享基区接触(Base Contact)的阵列结构,实现了面积削减和性能优化。另外,虽然详细情况没有公布,不过据介绍还配备了ECC。

  FeRAM方面,继去年之后由东芝发布了Chain-FeRAM(演讲序号:14.4)。通过抑制bit线间噪声的电路技术,确保了读取时的信号量,有望实现256Mbit的大容量化和1.3V的低电压工作。将以非易失为优势取代HDD和SSD的缓存用途DRAM,并实现HDD和SSD的性能提高。

      *摘要和发布的幻灯片中误写为0.081um2。发布者在提问中进行了更正。(特约撰稿人:仓田 英明,日立制作所)

关键字:NAND  PCM  MRAM  FeRAM  ISSCC

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/memory/201002/article_25906.html
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