माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स संस्थान के शिक्षाविद् लियू मिंग द्वारा विकसित और डिजाइन किए गए एक नए प्रकार के हेफ़नियम-आधारित फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी चिप को 2023 में IEEE अंतर्राष्ट्रीय सॉलिड-स्टेट सर्किट सम्मेलन (ISSCC) में प्रस्तुत किया गया है, जो एकीकृत सर्किट डिजाइन का उच्चतम स्तर है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, स्वायत्त वाहनों, औद्योगिक नियंत्रण और इंटरनेट ऑफ थिंग्स के लिए एज डिवाइस में एसओसी चिप्स के लिए उच्च-प्रदर्शन एम्बेडेड गैर-वाष्पशील मेमोरी (eNVM) की उच्च मांग है। फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी (FeRAM) में उच्च विश्वसनीयता, अल्ट्रा-कम बिजली की खपत और उच्च गति के फायदे हैं। इसका उपयोग वास्तविक समय में बड़ी मात्रा में डेटा रिकॉर्डिंग, लगातार डेटा पढ़ने और लिखने, कम बिजली की खपत और एम्बेडेड SoC/SiP उत्पादों में व्यापक रूप से किया जाता है। PZT सामग्री पर आधारित फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी ने बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल किया है, लेकिन इसकी सामग्री CMOS तकनीक के साथ असंगत है और इसे सिकोड़ना मुश्किल है, जिससे पारंपरिक फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी की विकास प्रक्रिया गंभीर रूप से बाधित होती है, और एम्बेडेड एकीकरण को एक अलग उत्पादन लाइन समर्थन की आवश्यकता होती है, जिसे बड़े पैमाने पर लोकप्रिय बनाना मुश्किल है। नई हेफ़नियम-आधारित फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी की लघुता और CMOS तकनीक के साथ इसकी संगतता इसे शिक्षा और उद्योग में आम चिंता का विषय बनाती है। हेफ़नियम-आधारित फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी को अगली पीढ़ी की नई मेमोरी की एक महत्वपूर्ण विकास दिशा के रूप में माना जाता है। वर्तमान में, हाफ़नियम-आधारित फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी के अनुसंधान में अभी भी अपर्याप्त इकाई विश्वसनीयता, पूर्ण परिधीय सर्किट के साथ चिप डिज़ाइन की कमी और चिप स्तर के प्रदर्शन के आगे सत्यापन जैसी समस्याएं हैं, जो eNVM में इसके अनुप्रयोग को सीमित करती हैं।
एम्बेडेड हेफ़नियम-आधारित फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी द्वारा सामना की जाने वाली चुनौतियों को ध्यान में रखते हुए, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स संस्थान के शिक्षाविद लियू मिंग की टीम ने CMOS के साथ संगत हेफ़नियम-आधारित फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी के बड़े पैमाने पर एकीकरण प्लेटफ़ॉर्म पर आधारित दुनिया में पहली बार मेगाब-परिमाण FeRAM परीक्षण चिप को डिज़ाइन और कार्यान्वित किया है, और 130nm CMOS प्रक्रिया में HZO फेरोइलेक्ट्रिक कैपेसिटर के बड़े पैमाने पर एकीकरण को सफलतापूर्वक पूरा किया है। तापमान संवेदन के लिए एक ECC-सहायता प्राप्त राइट ड्राइव सर्किट और स्वचालित ऑफ़सेट उन्मूलन के लिए एक संवेदनशील एम्पलीफायर सर्किट प्रस्तावित किया गया है, और 1012 चक्र स्थायित्व और 7ns लेखन और 5ns पढ़ने का समय प्राप्त किया गया है, जो अब तक बताए गए सर्वोत्तम स्तर हैं।
पेपर "9-एमबी एचजेडओ-आधारित एम्बेडेड फ़ेरैम विद 1012-साइकिल एंड्योरेंस और 5/7ns रीड/राइट यूजिंग ईसीसी-असिस्टेड डेटा रिफ्रेश" परिणामों पर आधारित है और ऑफसेट-कैंसल्ड सेंस एम्पलीफायर "आईएसएससीसी 2023 में चुना गया था, और चिप को सम्मेलन में प्रदर्शित करने के लिए आईएसएससीसी डेमो सत्र में चुना गया था। यांग जियांगुओ पेपर के पहले लेखक हैं, और लियू मिंग संबंधित लेखक हैं।
संबंधित कार्य को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय के राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम और चीनी विज्ञान अकादमी के बी-क्लास पायलट प्रोजेक्ट द्वारा समर्थित किया गया है।
(9एमबी हैफनियम-आधारित FeRAM चिप और चिप प्रदर्शन परीक्षण का फोटो)
पोस्ट करने का समय: अप्रैल-15-2023
