|
近来新兴的内存热潮中，大多都是关于电阻式存储器（ReRAM）、磁性随机存储器（MRAM）和3D Xpoint形式的相变存储器（PCRAM）。但铁电RAM（FRAM）不仅具有非易失性和低能耗，还具有抗辐射性，在小众设备中的应用已经取得了很大的成功，以目前市售情况总体而言，是一款相当稳定的存储器，适合数据记录和备份等应用。 FRAM已经有35年的历史了，非易失性和低功耗是其获得持续推进的重要原因，但也面临多个挑战，如制造成本高、存储单元大、芯片尺寸较大等。实现可微缩是其超越小密度、利基应用的必要条件。氧化铪有可能实现FRAM的微缩。氧化铪通常用来制造标准CMOS逻辑工艺中的高Κ栅介电层，因此可以采取标准的HKMG晶体管，并修改其栅极绝缘体，使其成为铁电体，从而创造出非易失性HKMG晶体管—FeFET，使人们对FRAM产生了新的兴趣。到目前为止，还没有利用这种材料的新产品，但有几个研究项目正在进行中，显现出实现高密度及与CMOS工艺兼容的潜力。
国FMC公司正在寻求克服FRAM的局限性。2011年，StefanMüller在NAMLABS上发表了关于氧化铪的研究，2016年基于该项研究联合创立了德国FMC公司。由于FMC的FeFET存储器来自于标准的HKMG逻辑晶体管，因此该工艺本质上可与CMOS工艺一起微缩并走向3D化。这种可微缩性对于保持低制造成本是至关重要的，包括使非易失性存储器所占据的芯片面积尽可能小。目前，公司已将其单晶体管FeFET存储器技术授权给格芯（Global Foundries）公司，并正与某代工厂合作开发FeFET 2.0技术。从性能上看，该公司的技术可以实现10到15纳秒的读写速度，同时接近于在85度的条件下实现长达十年的保持时间。FMC目前的重点是技术开发，并将其提升到在生产上可接受的质量水平。
赛普拉斯（Cypress）公司的FRAM产品包括Excelon系列，专门为自动驾驶汽车所需的高速非易失性数据记录而设计，也可用在医疗、可穿戴、IoT传感器、工业等领域，如Cypress正在开发植入式医疗设备，预计可以使用长达十年。Excelon FRAM采用低引脚数小型封装，已经有2Mb、4Mb和8Mb不同规格，16Mb正在开发中。由于其显著的低能耗、数据保留率和对辐射不敏感，FRAM被认为是这些应用中EEPROM和NOR闪存的良好替代品。Cypress表示，氧化铪可能会有更高的密度，因此FRAM可能会超越数据记录，成为事实上的非易失性存储。FMC认为，FRAM技术将成为一种可行的存储类存储器，由于其多功能性，在机器学习和人工智能应用方面也有很大的潜力，而且其目标并不是要取代DRAM等更高密度的存储器，而是要去真正有其技术应用的地方。https://www./frams-future-is-higher-densities/ https:/// 为了向行业提供更全面的军用电子元器件信息内容服务，我们诚挚邀请有志之士和元器件相关各领域技术专家加入我们，以兼职方式参与信息编译和深度研究等工作，以及给予技术指导，共同为产业发展尽一份绵薄之力。联系方式：dgzqyqj@163.com。
|
