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新兴记忆体可望在嵌入式应用找到大量市场

取代在微控制器(MCU)与ASIC中储存程式码的NOR快闪记忆体(flash),新兴记忆体可望在嵌入式应用中找到大量市场......

新兴的记忆体技术可望在嵌入式应用中找到大量市场,从而取代NOR快闪记忆体(flash),用于在微控制器(MCU)与ASIC中储存程式码。

市调公司Objective Analysis分析师Jim Handy表示,“到了某个时间点,NOR将会因为微缩问题而带来挑战,所有的MCU和ASIC制造商及其逻辑代工厂,将会需要新的非挥性记忆体技术用于程式码储存——它可能发生在40nm或是14nm,最终将取决于代工厂的逻辑制程进展。”Handy将在即将举行的美国国际半导体展(Semicon West)上发表新兴记忆体市场趋势。

业界目前面临的挑战是,在这些新记忆体技术得以量产以前,价格都还会十分昂贵。Handy说,其中,磁阻式随机存取记忆体(MRAM)最具优势,因为Everspin长久以来一直在销售其暂存用的独立晶片。

格芯科技(Globalfoundries)则支持嵌入式MRAM (eMRAM)。Globalfoundries嵌入式记忆体副总裁David Eggleston说:”我们目前正与前五大MCU制造商中的四家公司合作,他们在40nm之后需要的是用于FinFET或FD-SOI的更低成本嵌入式快闪记忆体(e-flash)替代方案,因为将eflash添加到逻辑平台的成本开始大幅增加了。“

Eggleston指出,随着Globalfoundries、台积电(TSMC)和三星(Samsung)分别量产不同的eMRAM版本——FD-SOI、bulk和SRAM替代产品,eMRAM开始变得更成熟,产量也逐渐提高中。

Globalfoundries推出采用采用22nm制程的eMRAM,并为Everspin制造了256-Mbit和Gbit的独立MRAM产品。Globalfoundries和台积电都有能力展现eMRAM的高温性能,以确保汽车制造商和工业用户能够在高温(包括在260°C的回流焊)环境下仍保有储存的资料。

Globalfoundries还与IP设计供应商eVaderis合作,提供可降低功耗泄漏的嵌入式MRAM设计。Eggleston说:“相较于较SRAM,汽车制造商对于eMRAM更易于降低泄漏以提高功率预算的特性备感兴趣。”

Crossbar Inc.执行长George Minassian指出,在各种新兴的记忆体替代方案中,”ReRAM具有可扩展性的优势,因为即使是紧密封装中,在1和0的导电细丝(filament)和无导电细丝之间的差别,仍然足够大而可加以测量。“Minassian将在Semicon West上发表有关ReRAM的最新进展。

Minassian表示,ReRAM的最初应用将会是逻辑元件的嵌入式记忆体。Crossbar的元件目前正接受使用传统CMOS材料的客户进行验证与测试。Microsemi最近取得了Crossbar的技术授权。此外,该公司还展示了用于边缘进行AI影像辨识的ReRAM晶片。

Eggleston表示:“ReRAM在这些较小的制程节点上变得越来越有意思了,这些更低成本的简单元件在选择器上使用二极体取代电晶体,它可能会与嵌入式flash在程式码储存方面形成价格竞争。此外,虽然堆叠本身非常简单,但为了控制原有的变异而在位元单元(bitcell)之外进行许多设计,造成ReRAM上市时程不断地延迟。”

到目前为止,唯一的ReRAM商业应用似乎是Adesto Technology的导电桥接记忆(CBRAM)。Handy说,这种抗辐射元件目前主要应用于以X射线消毒杀菌的手术器械中。

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新兴记忆体技术将面临相同的市场需求——如同DRAM与NAND一样加速量产以降低成本(来源:Objective Analysis)

使用高K电介质的铁电FET (FeFET)是另一种选择。Eggleston说,FeFET承诺将使eMRAM或e-flash的成本减半,同时提供低功耗以及易于与逻辑元件整合。但是,其耐用度仍然有待改善,因此,他认为FeFET还需要进一步的研发。

Handy说,富士通(Fujitsu)已经为地铁票卡生产了大量的上一代PZT FeRAM元件,但这种基于铅的技术还存在着晶圆厂整合问题。新一代元件采用二氧化铪(hafnium dioxide),其优点是可以使用已经在晶圆厂中量产的材料,但该元件可能存在磨损问题,目前的耐用性也极其有限。

编译:Susan Hong

(参考原文:New Memories Seek Embedded Use,by Paula Doe, SEMI)

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