新興的內(nèi)存技術可望在嵌入式應用中找到大量市場,從而取代NOR閃存(flash),用于在微控制器(MCU)與ASIC中儲存程序代碼。
市調公司Objective Analysis分析師Jim Handy表示,“到了某個時間點,NOR將會因為微縮問題而帶來挑戰(zhàn),所有的MCU和ASIC制造商及其邏輯代工廠,將會需要新的非揮性內(nèi)存技術用于程序代碼儲存——它可能發(fā)生在40nm或是14nm,最終將取決于代工廠的邏輯工藝進展?!盚andy將在即將舉行的美國國際半導體展(Semicon West)上發(fā)表新興內(nèi)存市場趨勢。
業(yè)界目前面臨的挑戰(zhàn)是,在這些新內(nèi)存技術得以量產(chǎn)以前,價格都還會十分昂貴。Handy說,其中,磁阻式隨機存取內(nèi)存(MRAM)最具優(yōu)勢,因為Everspin長久以來一直在銷售其暫存用的獨立芯片。
格芯科技(Globalfoundries)則支持嵌入式MRAM (eMRAM)。Globalfoundries嵌入式內(nèi)存副總裁David Eggleston說:“我們目前正與前五大MCU制造商中的四家公司合作,他們在40nm之后需要的是用于FinFET或FD-SOI的更低成本嵌入式閃存(e-flash)替代方案,因為將eflash添加到邏輯平臺的成本開始大幅增加了?!?/p>
Eggleston指出,隨著Globalfoundries、臺積電(TSMC)和三星(Samsung)分別量產(chǎn)不同的eMRAM版本——FD-SOI、bulk和SRAM替代產(chǎn)品,eMRAM開始變得更成熟,產(chǎn)量也逐漸提高中。
Globalfoundries推出采用采用22nm工藝的eMRAM,并為Everspin制造了256-Mbit和Gbit的獨立MRAM產(chǎn)品。Globalfoundries和臺積電都有能力展現(xiàn)eMRAM的高溫性能,以確保汽車制造商和工業(yè)用戶能夠在高溫(包括在260°C的回流焊)環(huán)境下仍保有儲存的數(shù)據(jù)。
Globalfoundries還與IP設計供應商eVaderis合作,提供可降低功耗泄漏的嵌入式MRAM設計。Eggleston說:“相較于較SRAM,汽車制造商對于eMRAM更易于降低泄漏以提高功率預算的特性備感興趣。”
Crossbar Inc.首席執(zhí)行官George Minassian指出,在各種新興的內(nèi)存替代方案中,“ReRAM具有可擴展性的優(yōu)勢,因為即使是緊密封裝中,在1和0的導電細絲(filament)和無導電細絲之間的差別,仍然足夠大而可加以測量?!盡inassian將在Semicon West上發(fā)表有關ReRAM的最新進展。
Minassian表示,ReRAM的最初應用將會是邏輯組件的嵌入式內(nèi)存。Crossbar的組件目前正接受使用傳統(tǒng)CMOS材料的客戶進行驗證與測試。Microsemi最近取得了Crossbar的技術授權。此外,該公司還展示了用于邊緣進行AI影像辨識的ReRAM芯片。
Eggleston表示:“ReRAM在這些較小的工藝節(jié)點上變得越來越有意思了,這些更低成本的簡單組件在選擇器上使用二極管取代晶體管,它可能會與嵌入式flash在程序代碼儲存方面形成價格競爭。此外,雖然堆棧本身非常簡單,但為了控制原有的變異而在位單元(bitcell)之外進行許多設計,造成ReRAM上市時程不斷地延遲?!?/p>
到目前為止,唯一的ReRAM商業(yè)應用似乎是Adesto Technology的導電橋接記憶(CBRAM)。 Handy說,這種抗輻射組件目前主要應用于以X射線消毒殺菌的手術器械中。
新興內(nèi)存技術將面臨相同的市場需求——如同DRAM與NAND一樣加速量產(chǎn)以降低成本(來源:Objective Analysis)
使用高K電介質的鐵電FET (FeFET)是另一種選擇。Eggleston說,F(xiàn)eFET承諾將使eMRAM或e-flash的成本減半,同時提供低功耗以及易于與邏輯組件整合。但是,其耐用度仍然有待改善,因此,他認為FeFET還需要進一步的研發(fā)。
Handy說,富士通(Fujitsu)已經(jīng)為地鐵票卡生產(chǎn)了大量的上一代PZT FeRAM組件,但這種基于鉛的技術還存在著晶圓廠整合問題。新一代組件采用二氧化鉿(hafnium dioxide),其優(yōu)點是可以使用已經(jīng)在晶圓廠中量產(chǎn)的材料,但該組件可能存在磨損問題,目前的耐用性也極其有限。
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原文標題:幾種能令嵌入式應用煥發(fā)新生的新型內(nèi)存
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