ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික ආයතනයේ ශාස්ත්‍රඥ ලියු මින්ග් විසින් සංවර්ධනය කර නිර්මාණය කරන ලද හැෆ්නියම් මත පදනම් වූ ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් මතක චිපයේ නව වර්ගයක්, 2023 දී IEEE ජාත්‍යන්තර ඝන-රාජ්‍ය පරිපථ සමුළුවේදී (ISSCC) ඉදිරිපත් කරන ලද අතර එය ඒකාබද්ධ පරිපථ නිර්මාණයේ ඉහළම මට්ටමයි.
ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත එම්බෙඩඩ් නොවන වාෂ්පශීලී මතකය (eNVM) පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ, ස්වයංක්‍රීය වාහන, කාර්මික පාලනය සහ ඉන්ටර්නෙට් ඔෆ් තින්ග්ස් සඳහා වන උපාංගවල SOC චිප් සඳහා ඉහළ ඉල්ලුමක් පවතී. ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් මතකය (FeRAM) ඉහළ විශ්වසනීයත්වය, අතිශය අඩු බල පරිභෝජනය සහ අධික වේගය යන වාසි ඇත. එය තත්‍ය කාලීනව විශාල ප්‍රමාණයේ දත්ත පටිගත කිරීම, නිතර දත්ත කියවීම සහ ලිවීම, අඩු බල පරිභෝජනය සහ කාවැද්දූ SoC/SiP නිෂ්පාදන සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. PZT ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් මතකය මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයක් අත්කර ගෙන ඇත, නමුත් එහි ද්‍රව්‍ය CMOS තාක්ෂණය සමඟ නොගැලපෙන අතර හැකිලීමට අපහසු වන අතර එමඟින් සාම්ප්‍රදායික ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් මතකයේ සංවර්ධන ක්‍රියාවලියට බරපතල ලෙස බාධා එල්ල වන අතර, එම්බෙඩඩ් ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා වෙනම නිෂ්පාදන රේඛා සහායක් අවශ්‍ය වේ, එය මහා පරිමාණයෙන් ජනප්‍රිය කිරීමට අපහසුය. නව හැෆ්නියම් මත පදනම් වූ ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් මතකයේ කුඩා බව සහ CMOS තාක්ෂණය සමඟ එහි ගැළපුම එය ශාස්ත්‍රීය හා කර්මාන්තයේ පොදු සැලකිල්ලක් දක්වන පර්යේෂණ ස්ථානයක් බවට පත් කරයි. හැෆ්නියම් මත පදනම් වූ ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් මතකය ඊළඟ පරම්පරාවේ නව මතකයේ වැදගත් සංවර්ධන දිශාවක් ලෙස සැලකේ. වර්තමානයේ, හැෆ්නියම් මත පදනම් වූ ෆෙරෝඉලෙක්ට්‍රික් මතකය පිළිබඳ පර්යේෂණවල තවමත් ගැටළු තිබේ, එනම් ප්‍රමාණවත් ඒකක විශ්වසනීයත්වය, සම්පූර්ණ පර්යන්ත පරිපථයක් සහිත චිප් නිර්මාණයක් නොමැතිකම සහ චිප් මට්ටමේ ක්‍රියාකාරිත්වය තවදුරටත් සත්‍යාපනය කිරීම, එය eNVM හි එහි යෙදුම සීමා කරයි.
එම්බෙඩඩ් හැෆ්නියම් පාදක ෆෙරෝඉලෙක්ට්‍රික් මතකය මුහුණ දෙන අභියෝග ඉලක්ක කර ගනිමින්, ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් ආයතනයේ ශාස්ත්‍රාලික ලියු මින්ග්ගේ කණ්ඩායම, CMOS සමඟ අනුකූල වන හැෆ්නියම් පාදක ෆෙරෝඉලෙක්ට්‍රික් මතකයේ මහා පරිමාණ ඒකාබද්ධ කිරීමේ වේදිකාව මත පදනම්ව ලොව ප්‍රථම වරට මෙගාබ්-විශාලත්වයේ FeRAM පරීක්ෂණ චිපය නිර්මාණය කර ක්‍රියාත්මක කර ඇති අතර, 130nm CMOS ක්‍රියාවලියේදී HZO ෆෙරෝඉලෙක්ට්‍රික් ධාරිත්‍රකයේ මහා පරිමාණ ඒකාබද්ධ කිරීම සාර්ථකව නිම කර ඇත. උෂ්ණත්ව සංවේදනය සඳහා ECC සහාය ඇති ලිවීමේ ධාවක පරිපථයක් සහ ස්වයංක්‍රීය ඕෆ්සෙට් ඉවත් කිරීම සඳහා සංවේදී ඇම්ප්ලිෆයර් පරිපථයක් යෝජනා කර ඇති අතර, 1012 චක්‍ර කල්පැවැත්ම සහ 7ns ලිවීමේ සහ 5ns කියවීමේ කාලය සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ, ඒවා මෙතෙක් වාර්තා වී ඇති හොඳම මට්ටම් වේ.
"1012-චක්‍ර විඳදරාගැනීම සහ ECC-සහායිත දත්ත නැවුම් කිරීම භාවිතයෙන් 5/7ns කියවීම/ලිවීම සහිත 9-Mb HZO-පාදක Embedded FeRAM" යන පත්‍රිකාව ප්‍රතිඵල මත පදනම් වූ අතර "Offset-Cancelled Sense Amplifier" 2023 ISSCC හි තෝරා ගන්නා ලද අතර, චිපය සම්මන්ත්‍රණයේ ප්‍රදර්ශනය කිරීමට ISSCC ආදර්ශන සැසියේදී තෝරා ගන්නා ලදී. පත්‍රිකාවේ පළමු කතුවරයා යැං ජියැන්ගුඕ වන අතර අනුරූප කතුවරයා ලියු මින්ග් වේ.
අදාළ කාර්යයට චීනයේ ජාතික ස්වභාවික විද්‍යා පදනම, විද්‍යා හා තාක්ෂණ අමාත්‍යාංශයේ ජාතික යතුරු පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන වැඩසටහන සහ චීන විද්‍යා ඇකඩමියේ B-පන්තියේ නියමු ව්‍යාපෘතිය සහාය දක්වයි.
(9Mb හැෆ්නියම් මත පදනම් වූ FeRAM චිපයේ සහ චිප කාර්ය සාධන පරීක්ෂණයේ ඡායාරූපය)
පළ කිරීමේ කාලය: අප්‍රේල්-15-2023
