Das National Taiwan Institute of Technology kündigte auf der Internationalen Konferenz für elektronische Bauelemente (IEDM) am 10. November in den USA 6 Fachartikel an, darunter ferroelektrische Speicher (FRAM) und magnetoresistive Direktzugriffsspeicher (MRAM). Die Forschungsergebnisse zeigen, dass ITRI im Vergleich zu TSMC und Samsungs MRAM-Technologie die Vorteile eines stabilen und schnellen Zugriffs bietet.
Wu Zhiyi, Direktor des Instituts für elektrooptische Systeme am National Taiwan Institute of Technology, sagte, dass mit dem Aufkommen der 5G- und AI-Ära das Mooresche Gesetz immer weiter schrumpft und sich Halbleiter in Richtung heterogener Integration bewegen Eine wichtigere Rolle wird der Speicher der nächsten Generation spielen, der die bestehenden Einschränkungen bei der Datenverarbeitung durchbrechen kann. Die neuen FRAM- und MRAM-Lese- und Schreibgeschwindigkeiten des Instituts sind hunderte oder sogar tausende Male schneller als der bekannte Flash-Speicher. Dies sind alles nichtflüchtige Speicher mit den Vorteilen eines niedrigen Standby-Stromverbrauchs und einer hohen Verarbeitungseffizienz. Das Potenzial für die zukünftige Anwendungsentwicklung wird erwartet.
Er wies ferner darauf hin, dass der Stromverbrauch von FRAM extrem niedrig ist, was für IoT- und tragbare Geräteanwendungen geeignet ist. Die wichtigsten F & E-Anbieter sind Texas Instruments und Fujitsu; MRAM ist schnell und zuverlässig und eignet sich für Bereiche, die hohe Leistung erfordern, z. B. selbstfahrende Autos. , Cloud-Rechenzentren usw. Die Hauptentwickler sind TSMC, Samsung, Intel, GF usw.
Im Hinblick auf die Entwicklung der MRAM-Technologie veröffentlichte ITRI die Ergebnisse von Spin Orbit Torque (SOT) und gab bekannt, dass die Technologie erfolgreich in die eigene Pilotproduktion für Waferfabriken eingeführt wurde und weiterhin in Richtung Kommerzialisierung geht.
ITRI erklärte, dass der SOT-MRAM im Vergleich zu TSMC, Samsung und anderen MRAM-Technologien der zweiten Generation, die in Serie hergestellt werden sollen, so arbeitet, dass der Schreibstrom nicht durch die magnetische Tunnelschichtstruktur des Bauelements fließt Vermeidung bestehender MRAM-Operationen. Die Lese- und Schreibströme verursachen direkt Schäden an den Komponenten und haben außerdem den Vorteil eines stabileren und schnelleren Zugriffs auf Daten.
In Bezug auf FRAM verwendet der existierende FRAM Perowskitkristalle als Materialien, und die Perowskitkristallmaterialien weisen komplexe chemische Komponenten auf, sind schwierig herzustellen und die enthaltenen Elemente können Siliziumtransistoren stören, wodurch die Schwierigkeit der Minimierung der Größe von FRAM-Komponenten zunimmt und Herstellungskosten. . ITRI wurde erfolgreich durch leicht erhältliche ferroelektrische Materialien aus Hafnium-Zirkoniumoxid ersetzt, die nicht nur die Zuverlässigkeit ausgezeichneter Komponenten bestätigten, sondern die Komponenten auch von einer zweidimensionalen Ebene zu einer dreidimensionalen dreidimensionalen Struktur weiter verbesserten, was das Schrumpfen demonstrierte Potenzial für eingebettete Speicher unter 28 Nanometer. .
In einem anderen FRAM-Artikel nutzt ITRI den einzigartigen Quantentunneleffekt, um den Effekt der nichtflüchtigen Speicherung zu erzielen. Die ferroelektrische Tunnelschnittstelle aus Hafnium-Zirkoniumoxid kann mit einem extrem niedrigen Strom arbeiten, der 1000-mal niedriger ist als der existierende Speicher. Mit einer schnellen Zugriffseffizienz von 50 Nanosekunden und einer Lebensdauer von mehr als 10 Millionen Operationen kann diese Komponente verwendet werden, um komplexe neuronale Netze im menschlichen Gehirn für korrekte und effiziente AI-Operationen in der Zukunft zu implementieren.
IEDM ist das jährliche Gipfeltreffen der Halbleiterindustrie. Die weltbesten Halbleiter- und Nanotechnologie-Experten diskutieren jedes Jahr über den Entwicklungstrend innovativer elektronischer Komponenten. Das ITRI hat eine Reihe wichtiger Veröffentlichungen veröffentlicht und ist das am häufigsten veröffentlichte auf dem Gebiet des aufstrebenden Gedächtnisses. Zu den Institutionen, die ebenfalls Veröffentlichungen veröffentlicht haben, gehören führende Halbleiterunternehmen wie TSMC, Intel und Samsung.