Динамическая флэш-память от Unisantis Electronics

Динамическая флэш-память от Unisantis Electronics

Выпуск 12(6736) от 24 июня 2021 г.
РУБРИКА: МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Сингапурская фирма Unisantis Electronics, специализирующаяся на разработке ДОЗУ, представила на Международном семинаре по схемам памяти (IEEE International Memory Workshop, IMW) свою новую разработку – ​динамическую флэш-память (DFM). Утверждается, что этот прибор обладает бόльшими быстродействием и плотностью размещения элементов, чем ДОЗУ или другие типы энергонезависимой памяти. Разработчики заявляют о «скачке вперед» в поиске альтернатив ДОЗУ для недорогих и высокопроизводительных встроенных или автономных приложений памяти следующего поколения.

Фирма Unisantis была основана в 2008 г. изобретателем технологии флэш-памяти Фудзио Масуокой, запатентовавшим технологию транзисторов с окружающим затвором (surround gate transistor, SGT). Эта трехмерная транзисторная конструкция предлагает производителям полупроводниковых схем памяти и формирователей сигналов изображения значительные преимущества с точки зрения проектирования систем и производительности, а также масштабируется до очень малых проектных норм.

Докладчики фирмы Unisantis на IMW отметили, что задача ДОЗУ уже давно заключается в увеличении емкости хранения при снижении цены и без увеличения энергопотребления. Они предполагают, что DFM использует революционный подход, позволяющий преодолеть ограничения обычной энергонезависимой памяти, такой как ДОЗУ, с присущими ей короткими, регулярными и энергозатратными циклами обновления, а также разрушающими процессами считывания.

В DFM как в типе энергонезависимой памяти отсутствуют конденсаторы (т.е. меньше каналов утечки и нет связи между переключающими транзисторами и конденсатором), благодаря чему конструкция ячейки обладает потенциалом значительного увеличения плотности размещения транзисторов. Поскольку она обеспечивает не только обновление блоков, но и (как флэш-память) их стирание, снижается частота цикла обновления и связанные с этим непроизводительные затраты. Это, в свою очередь, позволяет значительно увеличить быстродействие и снизить потребляемую мощность – ​по сравнению с ДОЗУ.

Используя TCAD‑моделирование, специалисты Unisantis доказали, что DFM обладает значительным потенциалом для увеличения удельной емкости – ​в четыре раза по сравнению с ДОЗУ (см. таблицу). При этом на последней Международной конференции по твердотельным ИС (International Solid--State Circuits Conference, ISSCC) в феврале 2021 г. отмечалось, что масштабирование удельной емкости ДОЗУ практически остановилось на уровне 16 Гбит.

Моделирование DFM при плотности упаковки элементов 4F2 показывает хорошую структурированность (см. рисунок).



Источник: Unisantis Electronics

Структура динамической флэш-памяти


Дальнейшая разработка и развитие DFM предполагает значительное увеличение удельной емкости и преодоление современных ограничений ДОЗУ (16 Гбит/мм2), что позволяет немедленно увеличить удельную емкость до 64 Гбит/мм2 за счет радикально улучшенной структуры ячеек DFM.

Актуальность альтернативы ДОЗУ обусловлена следующим:

по прогнозам исследовательской группы Yole Développement, более 50 % текущего спроса рынка на схемы памяти приходится на ДОЗУ;

потребность в дешевых схемах высокой емкости, наподобие ДОЗУ, продолжает расти и к 2025 г. превысит 100 млрд долл.

Помимо DFM у ДОЗУ есть и другие альтернативы, такие как бесконденсаторные ДОЗУ, ZRAM или упрощенные подходы на основе транзисторов с круговыми затворами (GAA) и нанолистов (nanosheet). При этом все они по сравнению с DFM имеют собственные ограничения.

Сейчас Unisantis намерена сосредоточиться на дальнейшем развитии технологии, а параллельно – ​тестировании и демонстрации возможностей всего потенциала DFM с целью убеждения промышленности в ее преимуществах и долгосрочной жизнеспособности (в том числе с точки зрения DRM). Переговоры о внедрении DFM уже ведутся с несколькими производителями памяти и кремниевыми заводами.


Walko John. Startup Unisantis Proposes DRAM Alternative. EE Times, May 19, 2021: https://www.eetimes.com/startup-unisantis-proposes-dram-alternative/?utm_source=newsletter&utm_campaign=link&utm_medium=EETimesDaily-20210520&oly_enc_id=5245B7817912J8Z


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.