2015中国工业大数据大会
当前位置 > 首页 > 企业 > VLT技术意欲替代DRAM,助力中国集成电路创新设计
VLT技术意欲替代DRAM,助力中国集成电路创新设计
分享到:
来源: 《中国工业评论》 作者: 本刊记者发布时间:2016/10/21评论:0+收藏文章
  《国家集成电路产业发展推进纲要》发展目标中指出,到2015年,集成电路产业发展体制机制创新取得明显成效,……,集成电路产业销售收入超过3500亿元。……到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%,企业可持续发展能力大幅增强……。
  
  其中,新型存储等关键芯片,是抢占未来产业发展制高点的重点之一。中国高端芯片联盟理事长、国家集成电路产业投资基金股份有限公司(下称大基金)总裁丁文武在《关于我国集成电路产业发展的几点思考》中表示,十二五期间我国集成电路进出口数据,芯片已经成为超过石油,成为国内第一大进口商品,而存储器是其中最大宗商品,包括DRAM已经占据进口总额中的四分之一。
  
  实现集成电路发展纲要里的目标,注定要面对挑战:要实现其中集成电路行业产值从2015年3500亿人民币以年均20%的增速达到2020年约8700亿人民币这一目标,DRAM产业的增长显得至关重要。而存储器市场上,三星(Samsung)、海力士(SK Hynix)和美光(Micron)三家企业共同占有超过90%的市场份额。现有DRAM的最关键技术是电容存储单元,它不仅带来了特有的制造挑战,还被大量专利所保护。因此,对中国集成电路制造商、芯片设计厂商和整合器件制造商(IDM)来说,如果没有创新的替代IP方案,就无法很好地实现差异化,授权门槛也相对较高。
  
  但是,没有挑战就没有机遇。正如嵌入式非易失性存储器(eNVM)IP授权公司Kilopass Technology首席执行官Charlie Cheng说的,云计算内存和服务器内存的市场份额急剧飙升的DRAM市场上,Kilopass的IP正被广泛采用,未来会对加速我国的DRAM集成电路取得突破性进展也将产生重要影响。
  
  Kilopass公司总部位于硅谷,是一家NVM知识产权开发商。其拥有专利的反熔丝技术可用于一次性可编程(OTP)解决方案,该技术目前已被三星、海力士、中芯国际、联华电子和所有重要半导体晶圆代工厂所采用。这项技术已被超过250家IDM和无晶圆厂半导体公司所整合采纳,包括全球三大DRAM供应商中的两家,以及大多数手机供应商。已有超过100亿个包含Kilopass技术的器件在全球范围内出货。
  
  一家初创公司的NVM技术IP,之所以能够得到国际领先晶圆代工厂、IDM厂商、芯片设计公司的青睐,非有过人之处不能做到。而Kilopass的杀手锏,就是垂直分层晶闸管(VLT)技术,这项技术解决了长期以来在SOC设计中集成eNVM的各种挑战,如市场对更高集成度、更高密度、更低成本、更高可靠性以及更好安全性的需求。
 
  
  当前基于电容的DRAM一大特点就是漏电的存在,需要周期性地充电刷新才能保持电容容量的稳定。在过去的许多年,DRAM存储器在PC、手机中应用非常流行。而在服务器、云计算等应用市场,DRAM开始显出力不从心,表现在:当前DRAM技术的存储单元基于1个晶体管搭配一个电容器(1T1C),这种存储单元尺寸很难进一步缩小;由于较小的晶体管带来更多的漏电流,而较小的电容器结构拥有更少的电容量,这将导致两次刷新之间的间隔时间必须缩短,即频率加快。这会使16Gb DDR DRAM中高达20%的原始带宽丢失,给多核/多线程服务器中的CPU带来负担,给CPU保持竞争力带来挑战。
  
  与基于电容的DRAM相比,VLT通过垂直方式实现晶闸管架构。晶闸管于20世纪50年代被发明,但通过垂直方式实现晶闸管架构,从而使存储单元更加紧凑,却是Kilopass的独创方案。
  
  通过VLT架构可实现紧凑的结构,加上所需的物理器件,构造出制造工艺简单的交叉点内存,这将带来一项与DDR标准兼容,并且比当前顶尖的20纳米DRAM制造成本低45%的新技术。
  
  因为VLT不需要复杂且高功耗的刷新周期,基于VLT的DDR4 DRAM可将待机功耗降低了10倍,可降低到50fA/bit以下,且仍将性能提高15%。最为关键的是,VLT避开了传统DRAM制造中最大的挑战,即沟电容的制造,从而规避了相关的专利冲突,这一点具有很重要的战略意义。
  
  DRAM行业正处于如何提高存储器性能的同时又要降低功耗的技术困境当中,目前的技术面临着物理学原理上的严峻挑战。在2017年内,DRAM将停滞于10nm以上的工艺。Kilopass的VLT技术为解决DRAM面临的问题提供了切实可行的方案。
 
  
  Kilopass VLT存储单元的运行和器件测试已于2015年完成,测试结果与器件仿真系统TCAD具有优异的关联性。一块完整的内存测试芯片也已于今年5月份成功流片,早期芯片测试正在进行当中。Kilopass在模拟技术方面有相当大的投资,而在客户生产前,Kilopass会在电脑上模拟出客户生产所能达到的良率点。
  
  Charlie Cheng透露,VLT技术符合JEDEC DRAM标准,具有丰富的DRAM生态系统,加上技术的先进,未来将首先在PC和服务器市场应用,在移动应用、嵌入式应用等领域也将显发竞争力。对中国的集成电路产业来说,VLT的授权门槛低,复杂度和成本降低,无疑将成为实现集成电路发展纲要的助力。
分享到:
相关文章

暂无相关文章

  • 中国智慧城市发展促进工作联盟

关于 | 加入我们 | 联系我们 | 法律声明 | 用户手册

©2010-2017 中国工业评论 | 技术支持:北京光蓝网络科技有限公司

京公网安备 11010802020826号 京ICP备05039896号-2