<address id="9993j"><address id="9993j"><listing id="9993j"></listing></address></address><form id="9993j"><nobr id="9993j"><meter id="9993j"></meter></nobr></form>

    <output id="9993j"><nobr id="9993j"></nobr></output>

    <noframes id="9993j">
        <address id="9993j"><address id="9993j"></address></address>

          <noframes id="9993j"><address id="9993j"><th id="9993j"></th></address>

          <noframes id="9993j">

            <em id="9993j"><form id="9993j"><nobr id="9993j"></nobr></form></em>

            新聞中心

            EEPW首頁 > 編輯觀點 > 未來新型存儲器技術將主導存儲器市場 其中FeRAM有什么競爭優勢

            未來新型存儲器技術將主導存儲器市場 其中FeRAM有什么競爭優勢

            作者:陳玲麗時間:2022-02-25來源:電子產品世界收藏

            是半導體產業的風向標和最大細分市場,約占半導體產業的三分之一。智能時代的到來,將引起存儲行業的新一輪爆發。新的架構已經籌劃了很長時間,但仍未被廣泛采用。然而,許多業內人士認為臨界點已然將近。

            本文引用地址:http://www.snowlakeshores.com/article/202202/431491.htm

            存儲器是現代信息系統最關鍵的組件之一,已經形成主要由DRAM與NAND Flash構成的超千億美元的市場。隨著萬物智聯時代的到來,人工智能、智能汽車等新興應用場景對存儲提出了更高的性能要求,促使新型存儲器迅速發展,影響未來存儲器市場格局。

            新型存儲器是未來選擇

            據YOLE統計,2019年以來,存儲器成為半導體增速最快的細分行業,總體市場空間將從2019年的1110億美元增長至2025年的1850億美元,年復合增長率為9%。細分市場中,新型存儲器市場增速最快,將從5億美元增長到40億美元,年復合增長率達到42%,發展潛力巨大。

            存儲器可以按照斷電是否能保存數據分為兩類。

            捕獲.PNG

            · 第一類易失性存儲器是以動態隨機存取存儲器(DRAM)和靜態隨機存取存儲器(SRAM)代表的易失性存儲器,二者均具備高讀寫速度。其中SRAM速度高于DRAM,但密度低于DRAM,這是因為一個DRAM存儲單元僅需一個晶體管和一個小電容,而每個SRAM單元需要四到六個晶體管。其共同的缺點是容量較低且成本高,一般分別用作主存和緩存。

            · 第二類非易失性存儲器包括以NOR FLASH和NAND FLASH為代表的傳統存儲器和四種新型存儲器。NOR FLASH的容量較小且寫入速度極低,但讀速較快,具備芯片內執行的特點,適合低容量、快速隨機讀取訪問的場景;NAND FLASH的容量大成本較低,但讀寫速度極低,一般用于大容量的數據存儲。

            存儲器的發展取決于應用場景的變化。

            捕獲.PNG

            20世紀70年代起,DRAM進入商用市場,并以其極高的讀寫速度成為存儲領域最大分支市場;功能手機出現后,迎來NOR Flash市場的爆發;進入PC時代,人們對于存儲容量的需求越來越大,低成本、高容量的NAND Flash成為最佳選擇。

            智能化時代里,萬物智聯,存儲行業市場空間將進一步加大,對數據存儲在速度、功耗、容量、可靠性層面也將提出更高要求。而DRAM雖然速度快,但功耗大、容量低、成本高,且斷電無法保存數據,使用場景受限;NOR Flash和NAND Flash讀寫速度低,存儲密度受限于工藝制程。市場亟待能夠滿足新場景的存儲器產品,性能有著突破性進展的新型存儲器即將迎來爆發期。

            過去50年中,SRAM和DRAM已經成為存儲器層次結構的主力,FLASH最近幾年也加入了“戰場”。所有這些存儲結構在往較小的幾何結構縮放的過程中都存在問題,部分是因為它們都是平面結構。新的基于電阻開關的存儲技術是金屬層結構,消除了許多制造問題。因此,盡管我們今天可能不愿意采用它們,但它們可能是適合未來幾代產品的唯一的存儲技術。

            目前,新型存儲器主要有4種:相變存儲器(PCM),鐵電存儲器(),磁性存儲器(MRAM),阻變存儲器(ReRAM)。

            捕獲.PNG

            什么是?

            FRAM(鐵電隨機存取存儲器Ferroelectric RAM),也稱為。FRAM并非使用鐵電材料,只是由于存儲機制類似鐵磁存儲的滯后行為,因此得名。FRAM晶體材料的電壓-電流關系具有可用于存儲的特征滯后回路。

            FeRAM是利用鐵電薄膜的雙穩態極化特性 —— 電滯回線制備的非易失性存儲器,將鐵電薄膜技術與集成電路工藝相結合制作鐵電存儲器(FeRAM),是新興的邊緣學科-集成鐵電學中電引入矚目的研究方向。

            FeRAM使用了一層有鐵電性的材料,取代原有的介電質,使得它也擁有非揮發性內存的功能。它以鐵電物質為原材料,將微小的鐵電晶體集成進電容內,通過施加電場,鐵電晶體的電極在兩個穩定的狀態之間轉換,實現數據的寫入與讀取。每個方向都是穩定的,即使在電場撤除后仍然保持不變,因此能將數據保存在存儲扇區而無需定期更新。

            FeRAM的寫入次數可以高達1014次和10年的數據保存能力。在重寫某個存儲單元之前,FeRAM不必擦拭整個扇區,因此數據讀寫速度也略勝一籌。此外,FeRAM的低工作電壓能夠降低功耗,這對移動設備來講是很重要的。

            下面的圖表解釋了PZT晶體結構,這種結構通常用作典型的鐵電質材料。在點陣中具有鋯和鈦,作為兩個穩定點。它們可以根據外部電場在兩個點之間移動。一旦位置設定,即使在出現電場,它也將不會再有任何移動。頂部和底部的電極安排了一個電容器。那么,電容器劃分了底部電極電壓和極化,超越了磁滯回線。數據以“1”或“0”的形式存儲。

            捕獲.PNG

            FRAM具有ROM(只讀存儲器)和RAM(隨機存取器)的特點,能兼容RAM的一切功能,并且和ROM技術一樣,是一種非易失性的存儲器。在高速讀寫入、高讀寫耐久性、低功耗和防竄改方面具有優勢。

            FeRAM是一種理想的存儲器,在計算機、航天航空、軍工等領域具有廣闊的應用前景,世界上許多大的半導體公司對此都十分重視。由于FeRAM的顯著優點以及巨大的市場需求,國際展開了激烈的研究競爭。

            目前在鐵電存儲器商業化中遇到的主要挑戰是缺少低成本的與硅基CMOS工藝集成的技術,達不到批量生產的原因主要是材料和存儲單元結構問題。

            · FRAM其存儲單元基于雙晶體管,雙電阻器單元,單元尺寸至少是DRAM的兩倍,存儲密度受限,成本較高。并且它的讀取是破壞性的,每次讀取后必須通過后續寫入來抵消,以將該位的內容恢復到其原始狀態。

            · 材料方面,目前鐵電晶體材料PZT(鋯鈦酸鉛)和SBT(鉭酸鍶鉍)都存在疲勞退化、污染環境等問題,尚未找到完美商業化的材料。

            此前受限于所用鐵電物質特性的限制,該材料應用只局限于細分市場,但不久前英特爾發布的成果顯示,其記錄了FeRAM材料高達2納秒的極短訪問時間和10億次循環范圍內的極高寫電阻(耐用性),意味著FeRAM有望作為下一代嵌入式DRAM技術的可行方案。該項業界領先技術可提供更大內存資源和低時延讀寫能力,用于解決從游戲到人工智能等計算應用所面臨的日益復雜的問題。

            捕獲.PNG

            上圖右側展現的是英特爾研發的低延遲內存技術:FeRAM。這種芯片將鐵元素引入芯片的制造,可以大大提高內存芯片的讀寫速度,在2納秒完成讀寫。同時,FeRAM技術能夠提高內存芯片的密度。

            將FeRAM作為eDRAM也非常有趣。FeRAM鐵電存儲器本身和NAND閃存一樣屬于非易失性存儲,同時FeRAM還具備低延遲、高耐久和支持直接覆蓋寫入等特點,使得可以作為SRAM的一個補充,提供更大緩存容量的同時還具備斷電不丟數據的特殊能力。英特爾會如何利用FeRAM的這些特性還有待后續觀察。



            關鍵詞: 存儲器 FeRAM

            評論


            相關推薦

            技術專區

            關閉
            五月天国产成人AV免费观看
            <address id="9993j"><address id="9993j"><listing id="9993j"></listing></address></address><form id="9993j"><nobr id="9993j"><meter id="9993j"></meter></nobr></form>

              <output id="9993j"><nobr id="9993j"></nobr></output>

              <noframes id="9993j">
                  <address id="9993j"><address id="9993j"></address></address>

                    <noframes id="9993j"><address id="9993j"><th id="9993j"></th></address>

                    <noframes id="9993j">

                      <em id="9993j"><form id="9993j"><nobr id="9993j"></nobr></form></em>