Një lloj i ri çipi memorieje ferroelektrike me bazë hafniumi, i zhvilluar dhe projektuar nga Liu Ming, Akademik i Institutit të Mikroelektronikës, është prezantuar në Konferencën Ndërkombëtare të Qarqeve në Gjendje të Ngurtë IEEE (ISSCC) në vitin 2023, niveli më i lartë i projektimit të qarqeve të integruara.
Kujtesa e integruar jo e paqëndrueshme (eNVM) me performancë të lartë është shumë e kërkuar për çipat SOC në elektronikën e konsumit, automjetet autonome, kontrollin industrial dhe pajisjet skajore për Internetin e Gjërave. Kujtesa ferroelektrike (FeRAM) ka avantazhet e besueshmërisë së lartë, konsumit ultra të ulët të energjisë dhe shpejtësisë së lartë. Përdoret gjerësisht në sasi të mëdha të regjistrimit të të dhënave në kohë reale, leximit dhe shkrimit të shpeshtë të të dhënave, konsumit të ulët të energjisë dhe produkteve të integruara SoC/SiP. Kujtesa ferroelektrike e bazuar në materialin PZT ka arritur prodhim masiv, por materiali i saj është i papajtueshëm me teknologjinë CMOS dhe është e vështirë të tkurret, duke çuar në pengimin serioz të procesit të zhvillimit të kujtesës tradicionale ferroelektrike, dhe integrimi i integruar ka nevojë për një mbështetje të veçantë të linjës së prodhimit, e cila është e vështirë të popullarizohet në një shkallë të gjerë. Miniaturimi i kujtesës së re ferroelektrike me bazë hafniumi dhe përputhshmëria e saj me teknologjinë CMOS e bëjnë atë një pikë të nxehtë kërkimore me shqetësim të përbashkët në akademi dhe industri. Kujtesa ferroelektrike me bazë hafniumi është konsideruar si një drejtim i rëndësishëm zhvillimi i gjeneratës së ardhshme të kujtesës së re. Aktualisht, kërkimi mbi memorien ferroelektrike me bazë hafniumi ka ende probleme të tilla si besueshmëria e pamjaftueshme e njësisë, mungesa e dizajnit të çipit me qark të plotë periferik dhe verifikimi i mëtejshëm i performancës në nivel çipi, gjë që kufizon zbatimin e saj në eNVM.
Duke synuar sfidat me të cilat përballet memoria ferroelektrike e integruar me bazë hafniumi, ekipi i Akademikut Liu Ming nga Instituti i Mikroelektronikës ka projektuar dhe zbatuar çipin e testimit FeRAM me madhësi megab për herë të parë në botë bazuar në platformën e integrimit në shkallë të gjerë të memories ferroelektrike me bazë hafniumi të pajtueshme me CMOS, dhe përfundoi me sukses integrimin në shkallë të gjerë të kondensatorit ferroelektrik HZO në procesin CMOS 130nm. Propozohet një qark shkrimi i asistuar nga ECC për ndjesinë e temperaturës dhe një qark amplifikatori i ndjeshëm për eliminimin automatik të zhvendosjes, dhe arrihet qëndrueshmëria e cikleve 1012 dhe koha e shkrimit 7ns dhe koha e leximit 5ns, të cilat janë nivelet më të mira të raportuara deri më tani.
Artikulli "Një FeRAM i integruar i bazuar në HZO 9-Mb me qëndrueshmëri ciklesh 1012 dhe lexim/shkrim 5/7ns duke përdorur rifreskimin e të dhënave të asistuar nga ECC" bazohet në rezultatet dhe Amplifikatori i Ndjesisë së Anuluar të Offset-it "u zgjodh në ISSCC 2023, dhe çipi u zgjodh në Sesionin Demo të ISSCC për t'u shfaqur në konferencë. Yang Jianguo është autori i parë i punimit, dhe Liu Ming është autori përkatës.
Puna përkatëse mbështetet nga Fondacioni Kombëtar i Shkencave Natyrore të Kinës, Programi Kombëtar i Kërkimit dhe Zhvillimit Kyç i Ministrisë së Shkencës dhe Teknologjisë dhe Projekti Pilot i Klasës B të Akademisë Kineze të Shkencave.
(Foto e çipit FeRAM 9Mb të bazuar në Hafnium dhe testit të performancës së çipit)
Koha e postimit: 15 Prill 2023
