三星考虑重新设计1aDRAM,提高HBM质量

科技电力不缺一 2024-10-30 07:28:39

随着AI和5G时代的到来,新世代存储器的需求日益凸显,其中包括自驾车、精准医疗诊断、卫星影像辨识等领域。MRAM作为一种采用精致磁性材料的存储器技术,能满足这些领域对更快、更稳定、低功耗的需求。

高性能内存芯片的新时代

作为存储行业的龙头,三星在本届IEDM上带来了很多技术展示。

在一篇名为“World-most energy-efficient 14nm automotive eMRAM technology for high-endurance applications”的文章中,三星介绍了一种 14nm 汽车 eMRAM 技术。

三星表示,该技术具有世界最佳的 10 pJ/bit 写入能量和 > 1E12 次循环的高耐久性。三星首先增强了eFlash 型 eMRAM技术,其耐久性为 1E6 次循环,在所有故障模式下实现了 sub-ppm 级比特错误率,并在高达150°C 的温度下实现可靠的读/写操作。

此外,三星还提高了 MTJ 设备的开关效率,实现了 > 1E12 次循环的高耐久性,同时支持automotive grade-1。基于这项技术,在保留时间和耐久性之间进行权衡将实现几乎无限的耐久性。这一突破标志着朝着在广泛应用中采用 eMRAM 迈出了重要一步。

三星则透露,公司展示了与 8nm 逻辑节点兼容的汽车应用嵌入式 MRAM (eMRAM) 的成功开发。据三星所说在 0.017μm2 的单元上,公司实现了 90% 的良率,这是迄今为止已知的最小尺寸。在 -40°C 至 150°C 的温度范围内实现了写入和读取操作的全部功能,同时满足了汽车应用所需的可靠性标准。

同时,三星还成功地将缩小的单元间距内的短路故障率降低到 0.5ppm。这些结果表明,三星的创新技术有可能扩展到 5nm eMRAM 技术。

三星布局下一代存储:MRAM

2002年三星宣布研发MRAM,2005年三星率先研究STT-MRAM。但是此后的十年间,三星对MRAM的研发一直不温不火,成本和工艺的限制,让三星的MRAM研发逐渐走向低调。

2014年,三星成功生产出8 Mbe MRAM,并利用28nmFDS,在2019年成功量产首款商用eMRAM。

2020年,三星首批基于eMRAM的商用产品上市,由其制造的Sony GPS SoCs(28nm FDSOI)被用于华为的智能手表,以及由台积电采用22nm超低漏电制程(ULL)制造的Ambiq低功耗MCU。

2022年12月,三星在著名的微电子和纳米电子会议IEEE国际电子器件会议(IEDM)上发表了一篇题为[面向非易失性RAM应用的全球最节能MRAM技术]的论文。该论文介绍了基于三星28纳米和14纳米逻辑工艺节点的面向非易失性RAM的产品技术。作为对该论文所分享的杰出研究和突破性成果的认可,三星达到了一个新的里程碑。

三星目标是到2026年实现8纳米制程,到2027年实现5纳米制程。

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