研究人員擴(kuò)展了 ReRam 功能

以色列的 Weebit Nano 和法國研究機(jī)構(gòu) CEA-Leti 報(bào)告了電阻式 RAM (ReRAM) 技術(shù)的發(fā)展進(jìn)展，盡管很少有人準(zhǔn)備好迎接黃金時(shí)段。

CEA-Leti 的進(jìn)步涉及其所謂的“新奇方法”，該方法使 ReRAM 設(shè)備能夠作為能量存儲(chǔ)元件和存儲(chǔ)器運(yùn)行，具體取決于施加的偏置。作為其路線圖的一部分，該研究所一直在探索內(nèi)存能量作為內(nèi)存計(jì)算的補(bǔ)充功能，以減少能源使用。它說，基于 ReRAM 的電池具有高度可擴(kuò)展性和動(dòng)態(tài)分配能力，并且可以放置在靠近處理器的內(nèi)存塊旁邊。

CEA-Leti的高級(jí)研究員 Ga?l Pillonet表示，當(dāng)處理器需要峰值功率（通常由外部電源提供）時(shí)，將電源放置在靠近處理器的位置特別有用。ReRAM 具有充當(dāng)能量存儲(chǔ)設(shè)備的潛力，因?yàn)樵O(shè)備使用法拉第過程將信息存儲(chǔ)在活動(dòng)卷內(nèi)。

“這是 ReRAM 的獨(dú)特功能，因?yàn)?ReRAM 基于電化學(xué)工藝，”Pillonet 說。這允許遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過靜電電容器的高能量和功率密度，并且該方法更具可擴(kuò)展性?！拔覀兛梢耘c超級(jí)電容器相媲美，”Pillonet 聲稱。

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能包含用于計(jì)算的 ReRAM。閑置時(shí)，可用于儲(chǔ)能?！拔覀兛梢詣?dòng)態(tài)分配內(nèi)存，使其處于能量存儲(chǔ)模式或內(nèi)存存儲(chǔ)模式，具體取決于您需要做什么?！?/p>

這一進(jìn)步是在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)的，沒有對(duì) ReRAM 進(jìn)行任何根本性的改變，但仍有工作要做以使其在商業(yè)上可行?！拔覀儽仨毧紤]一種包裝解決方案”Pillonet 承認(rèn)。

點(diǎn)擊查看完整大小的圖片

來源：微比特納米

Pillonet 說，雖然晶體管可以很容易地按比例縮小，但儲(chǔ)能的情況就不同了。紐扣大小的電池?zé)o法以相同的效率進(jìn)行擴(kuò)展。“儲(chǔ)能的縮減規(guī)模非常關(guān)鍵，”他說。“但如果未來的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)不需要太多能源，它們消耗的功率非常低，也許我們可以把所有東西放在一起?！?/p>

CEA-Leti 和 Weebit Nano 還在內(nèi)存研究方面進(jìn)行了合作，最近宣布了一項(xiàng)分析 Weebit 的 ReRAM 技術(shù)對(duì)環(huán)境影響的計(jì)劃，并將其與其他非易失性內(nèi)存技術(shù)進(jìn)行比較。該評(píng)估側(cè)重于與資源使用、能源消耗以及開發(fā)、制造和部署中使用的氣體和化學(xué)品相關(guān)的溫室氣體排放總量。

Weebit 首席執(zhí)行官 Cody Hanoch 將 CEA-Leti 描述為公司的延伸，在開發(fā)基于 ReRAM 技術(shù)的分立內(nèi)存組件方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。為此，Weebit 擴(kuò)大了與法國研究所的知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作，以利用其內(nèi)存研究。

例如，合作伙伴共同開發(fā)了內(nèi)存 IP，Weebit 已將 CEA-Leti 許可的 IP 整合到其 ReRAM 產(chǎn)品中。

合作伙伴最近在 28 納米工藝中展示了 Weebit 的 ReRAM 技術(shù)的生產(chǎn)級(jí)版本，這是生產(chǎn)嵌入式非易失性存儲(chǔ)器的關(guān)鍵一步。他們?cè)?300 毫米晶圓上聯(lián)合測(cè)試了基于 28 納米工藝技術(shù)的 1 Mb ReRAM 陣列。

一個(gè)關(guān)鍵焦點(diǎn)是開發(fā)用于離散 ReRAM 的選擇器。

選擇器

選擇器是構(gòu)建更大陣列的關(guān)鍵組件，使 ReRAM 可能與 NAND 競(jìng)爭(zhēng)。合作推進(jìn)了 ovonic 閾值開關(guān)選擇器和基于氧化物的 ReRAM 的集成。

選擇器是存儲(chǔ)芯片的關(guān)鍵元件，有助于僅訪問所需的單元。在嵌入式應(yīng)用中，晶體管通常用作選擇器器件，但晶體管不支持分立芯片所需的密度。

Hanoch 表示，選擇器是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)，需要時(shí)間、精力和金錢。

Weebit 最近宣布，合作伙伴已經(jīng)展示了他們的第一個(gè)可操作的交叉開關(guān)陣列，這是創(chuàng)建離散（獨(dú)立）非易失性存儲(chǔ)芯片的關(guān)鍵里程碑。由于嵌入式 ReRAM 陣列中使用的單晶體管單電阻架構(gòu)不足以支持分立存儲(chǔ)芯片所需的大型存儲(chǔ)單元陣列，因此使用單選擇器單電阻架構(gòu)來開發(fā) Weebit 的交叉開關(guān)陣列。這實(shí)現(xiàn)了分立芯片所需的高密度，同時(shí)允許提供更高密度所需的層的 3D 堆疊。

Hanoch 表示，聯(lián)合開發(fā)計(jì)劃可追溯到 2016 年 9 月，其中包括 Weebit 的氧化硅技術(shù)。“顯然，選擇器是一個(gè)巨大的項(xiàng)目。與 CEA-Leti 合作是很自然的。

Weebit 還與總部位于明尼蘇達(dá)州的 SkyWater Technology 合作，在那里它正在驗(yàn)證其 ReRAM 技術(shù)是否可以在 SkyWater 的 130-nm CMOS 工藝上運(yùn)行。經(jīng)認(rèn)證后，它可用作嵌入式非易失性存儲(chǔ)器 IP，適用于模擬、電源管理、汽車、物聯(lián)網(wǎng)和抗輻射設(shè)計(jì)等應(yīng)用。

根據(jù)轉(zhuǎn)讓和資格協(xié)議，Weebit 的嵌入式 ReRAM 技術(shù)將在 2022 年底前轉(zhuǎn)移到 SkyWater 的晶圓廠進(jìn)行量產(chǎn)。

Hanoch 表示，鑒于 ReRAM 在人工智能應(yīng)用中的實(shí)用性，Weebit 也在探索神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算應(yīng)用?！拔覀?cè)诓煌念I(lǐng)先研究機(jī)構(gòu)都有合作伙伴。作為一個(gè)初創(chuàng)公司，你不能只做你想做的一切。你必須專注。”

目前，隨著公司開發(fā)分立器件和陣列，Weebit 的嵌入式業(yè)務(wù)正在推動(dòng)收入增長。

審核編輯 黃昊宇