DRAM es el segmento más grande del mercado de memoria. Al mismo tiempo, a medida que el servidor, el teléfono inteligente, la PC y otros productos han crecido a la demanda de DRAM, dichos productos semiconductores marcarán con una nueva ronda de período de súper crecimiento.

Desde la estructura, la memoria DRAM, la unidad de memoria consiste en un condensador y un transistor. El condensador se utiliza para almacenar el cargo, el transistor se usa para acceder al condensador y cuánta carga se almacena, y también se puede almacenar una nueva carga. Sin embargo, con el desarrollo de la miniaturización, la integración, la desventaja de la DRAM también está expuesta: un solo transistor no mantiene bien la carga en los pequeños condensadores. Causará corriente del condensador o flujo al condensador, a fin de perder su estado de carga definido explícitamente a lo largo del tiempo. Este problema se puede evitar a través de DRAM de actualización regular, pero esto significa leer los contenidos de la memoria y reescribirlo.

Con la oleada en los requisitos de procesamiento de datos, este tipo de DRAM es mejor para satisfacer la demanda futura del mercado. Por lo tanto, la industria también está buscando nuevas tecnologías para mejorar la tecnología de DRAM actual. En este proceso, hay algunas empresas e instituciones para estudiar la tecnología de DRAM capacitiva.

Dfm

Memoria flash dinámica: DFM es lanzado por la compañía Unisantis Electronics fundada por el Dr. Fujio Masuoka. Según los informes, esta es una técnica más rápida y densa que DRAM u otros tipos, y tendrá una alternativa a la DRAM.

DRAM es una memoria volátil, capacitiva y destructiva basada en forma de formato, su desafío siempre ha continuado su desafío a menor costo sin aumentar el consumo de energía.

DFM también es un tipo de memoria volátil, pero como no depende del condensador, la ruta de fuga es menor. No hay conexión entre los transistores de conmutación y los condensadores que utilizan esta técnica.

Entre el proceso de desarrollo DFM, la tecnología de transistor de puertas envolventes verticales (SGT) actúa como un papel importante. Según los informes, el SGT vertical proporciona varias características clave para la implementación del circuito final: la densidad de la superficie se mejora en comparación con el plano y el transistor de finfet; Dado que se realiza un control electrostático fuerte en la puerta circundante del canal de transistor, se reduce la potencia de fuga . Para la última aplicación de la optimización de la anchura del transistor y el tamaño de la longitud, ya sea alto rendimiento o un consumo de energía extremadamente bajo.

La tecnología DFM / SGT seguirá filtrando la carga eléctrica, pero la velocidad es mucho más lenta que la DRAM, y la lectura no es destructiva. Esto significa que el intervalo entre los ciclos de actualización es más largo, por lo que hay más ancho de banda de lectura y escritura. DFM / SGT proporciona actualizar y borrar el bloque y proporciona velocidades de acceso más rápidas que la DRAM.

Unisantis afirma que DFM tiene mucho potencial en simulación, y su densidad es cuatro veces mayor que la de DRAM, y tiene una mejora significativa GB / MM. Dijo que hoy se usa la estructura de la unidad de DFM, que es el límite a la DRAM (actualmente 16 GB) puede aumentar a 64 GB de memoria inmediatamente.

Unisantis ha desarrollado conceptos DFM y ahora está tratando de desarrollar una serie de asociaciones de memoria y fundición para abrir la prueba y demostrar la función y el potencial de DFM.

DRAM 2T0C

Además de DFM, los investigadores de Georgia, University of Nentadegm, Rochester, también han propuesto un nuevo tipo de DRAM capacitivo.

En la Conferencia Internacional de Equipos Electrónicos de IEEE (IEDM) celebrada el año pasado, el equipo de investigación dijo: "Este nuevo tipo de DRAM está hecho de óxido semiconductor, y está integrado en las capas sobre el procesador, y su carácter es DRAM comercial. Cientos o Miles de veces, y puede proporcionar un área grande al ejecutar grandes redes neuronales, ahorrando mucha energía ".

Esta nueva DRAM incrustada se hace solo de dos transistores, y no hay capacitor (2T0C). Esto es factible, es la puerta del transistor es natural (a pesar del pequeño) capacitor. Por lo tanto, la carga que representa la broca se puede almacenar aquí. Este diseño tiene algunas ventajas clave, especialmente para AI.

Se entiende que la unidad DRAM de 2T0C lee los datos sin dañar los datos sin tener que reescribir los datos. El miembro del equipo de investigación representa la disposición de 2T0C no es adecuada para los transistores lógicos de silicio. Dado que la capacitancia de la puerta del transistor es demasiado baja y la fuga del transistor es demasiado alta, cualquier bit se perderá de inmediato. Por lo tanto, los investigadores alondan los equipos hechos de semiconductores de óxido amorfo.

Bajo la guía de este método, el Centro de Investigación Belga Microelectronics (IMEC) lanzó un programa integrado de 2T0C similar en la Conferencia Internacional de Dispositivos Electrónicos (IEDM), que utiliza óxido de óxido de galio de indio (IGZO) como semiconductor. El científico avanzado de IMEC, Attilio Belmonte, señaló que el Igzo debe ser recocido en un oxígeno para reparar los defectos materiales causados ​​por el espacio de oxígeno. Esto tiene el efecto de reducir el número de electrones libres que pueden contribuir al flujo de corriente, pero estos dispositivos no funcionarán como el interruptor.

Tecnología VLT

Kilopaass también ha lanzado la tecnología VLT en 2016 para lograr un DRAM no capacitivo.

Se entiende que el VLT de Kilopaass utiliza una estructura capacitiva que permite la arquitectura del tiristor a través de una manera vertical para que la unidad de almacenamiento sea más compacta. La estructura compacta más el dispositivo físico requerido, construye una simple intersección de los procesos de fabricación, lo que traerá una nueva tecnología compatible con los estándares DDR y fabrica el 55% del 51 nano DRAM superior en ese momento.

A diferencia de 2T0C DRAM, de acuerdo con los informes de los medios, la tecnología de almacenamiento de tecnología VLT puede ser compatible con el proceso lógico CMOS 100% sin ningún material nuevo.

Z-RAM

Z-RAM es desarrollado por silicio innovador, que también es un nuevo DRAM para un condensador. Según informes anteriores, Z-RAM es un solo transistor DRAM, solo por un transistor como unidad de bits de almacenamiento. A diferencia de las dramas compuestas por un solo transistor y un condensador complejo, se puede formar una unidad de bits de almacenamiento Z-RAM sin un condensador u otra estructura.

Z-RAM se basa en el efecto del cuerpo flotante, es decir, el proceso del aislante (SOI), el proceso coloca al transistor en el tanque aislado (el voltaje del transistor "flotando" en relación con el sustrato de obleas debajo de la ranura). El efecto del cuerpo flotante da como resultado una capacitancia variable entre la parte inferior de la bañera y el sustrato a continuación. El efecto del cuerpo flotante suele ser un efecto parásito que afecta el diseño del circuito, pero también puede construir una unidad similar a la DRAM sin agregar un solo condensador, y luego el efecto del cuerpo flotante reemplaza a un condensador convencional. Dado que el condensador se encuentra debajo del transistor (en lugar de ser adyacente al transistor como un transistor como un DRAM de rutina), se extiende otro significado del nombre "Z-RAM" en la dirección negativa Z.

En la unidad de almacenamiento Z-RAM, el estado lógico se almacena en el cuerpo flotante del transistor utilizando una colisión para exceso de un agujero innecesario y una carga positiva residual. A diferencia de los condensadores en la DRAM, la operación de lectura no intenta medir directamente la cantidad de cargos. En su lugar, la carga cambia la tensión del umbral de la puerta a aproximadamente 1 voltio, lo que proporciona una lectura considerable tolerancia al ruido.

La RAM se implementa en la lógica de SOI estándar, por lo que emigrará lógicamente al mismo área de aplicación donde se encuentra SOI. Se ha informado que es ampliamente configurable en velocidad, potencia y densidad, que se puede usar en casi cualquier lugar utilizando una memoria de alta velocidad, especialmente en aplicaciones de SOI de alto rendimiento.

Sin embargo, con el avance de la tecnología de fabricación tradicional de SRAM (lo más importante, la transición a los nodos de fabricación de 32 nm), Z-RAM perdió su ventaja.

Esta tendencia también responde a sus aplicaciones comerciales. Según la introducción de Wikipedia, aunque AMD aprobó la Z-RAM de segunda generación en 2006, el fabricante del procesador proporcionó al programa Z-RAM en enero de 2010. De manera similar, los productores de DRAM SK Hynix también autorizaron a Z-RAM en 2007 para las fichas de DRAM, la innovación Silicon anunció en marzo de 2010 que están desarrollando conjuntamente una versión de Z-RAM, que puede usar la producción de menor costo de tecnología CMOS, pero la Empresa cerrada el 29 de junio de 2010. Posteriormente, su patente es adquirida por la tecnología MAGOTA en diciembre de 2010.

De otra manera

En comparación con la DRAM de no condensador, IBM pone de otra manera, que también se considera otra forma de promover el desarrollo continuo de DRAM.

IBM dijo que en las últimas dos décadas, las personas han estado tratando de deshacerse del condensador, lo que reduce aún más la área y el costo de fabricación de la unidad DRAM. Para reducir aún más el tamaño, la eliminación del condensador es casi urgente. Esto requiere que el tamaño lateral de la celda sea requerido sin reducir la cantidad de carga de almacenamiento, luego deja una manera de hacer la fabricación, a saber: el condensador "se esconde" más profundo.

Pero IBM señaló que desde la carrera a largo plazo, este es un cuello de botella, que no es solo debido a las restricciones geométricas, sino también porque la acumulación de carga del "pozo" es más desafiante utilizando toda la capacidad de almacenamiento. La carga se almacena en el cuerpo del transistor se ha considerado la mejor estrategia para reducir aún más el tamaño. El personal de I + D ha usado silicio para experimentar con diferentes variantes de condensadores de condensadores. Pero pocas personas prestan atención a conceptos similares basados ​​en materiales semiconductores alternativos. En 2019, "Natural Electronic Magazine", IBM demuestra el DRAM del condensador más pequeño, con solo 14 nanómetros de longitud.

Este es un solo transistor, una célula DRAM de capacitor, que utiliza el cuerpo del transistor como condensador, en el que la carga (en este caso es agujeros) se almacena temporalmente en ella. La inyección y la extracción del orificio de electrones del cuerpo del transistor permiten el ajuste del comportamiento electrostático del transistor, lo que resulta en dos niveles de corriente diferentes. III-V Materiales Como Ingaas típicamente tienen brechas de banda más pequeñas de silicio más pequeñas, mientras que Silicon tiene una ventaja potencial que opera a un voltaje mucho más bajo. A su vez, esto se transforma en un menor consumo de energía.

IBM es conveniente para representar que han demostrado tener una viabilidad de las celdas de MSDRAM de capacitor de 14 nm. Al almacenar el número de cavidades electrónicas utilizando un cuerpo de transistor, podemos obtener dos niveles de corriente diferentes correspondientes a los estados binarios 0 y 1. La implementación experimental del concepto de memoria confirma los resultados de la simulación de TCAD.

En comparación con la realización basada en silicio, IBM utiliza los nuevos conceptos de Ingaas para proporcionar una forma prometedora de realizar la miniaturización activa de la memoria DRAM, mientras que también reduce el consumo de energía. Desde este concepto de indicadores de desempeño (como el tiempo de retención) mejore aún más el potencial, y IBM tiene una estrategia factible para lograr estas mejoras.

Desde el surgimiento de estas nuevas tecnologías, hemos previsto que la DRAM esté abriendo una nueva ronda de cambios. ¿Qué tecnología puede reemplazar la DRAM actual y requieren la prueba de mercado?