DRAM เป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดในตลาดหน่วยความจำ ในเวลาเดียวกันกับเซิร์ฟเวอร์สมาร์ทโฟนพีซีและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ได้เติบโตขึ้นเป็นความต้องการของ DRAM ผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ดังกล่าวจะนำในรอบใหม่ของระยะเวลาการเติบโตที่ยอดเยี่ยม

จากโครงสร้างหน่วยความจำ DRAM หน่วยหน่วยความจำประกอบด้วยตัวเก็บประจุและทรานซิสเตอร์ ตัวเก็บประจุใช้เพื่อเก็บค่าใช้จ่ายทรานซิสเตอร์จะใช้ในการเข้าถึงตัวเก็บประจุและเก็บค่าใช้จ่ายเท่าใดและสามารถเก็บค่าใช้จ่ายใหม่ได้ อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนา Miniaturization, Integratedization, Dram's เสียเปรียบยังถูกเปิดเผย - ทรานซิสเตอร์เดียวไม่ได้รักษาค่าใช้จ่ายในตัวเก็บประจุขนาดเล็กดี มันจะทำให้เกิดกระแสจากตัวเก็บประจุหรือไหลไปยังตัวเก็บประจุเพื่อที่จะสูญเสียสถานะการชาร์จที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนเมื่อเวลาผ่านไป ปัญหานี้สามารถหลีกเลี่ยงได้ผ่านการรีเฟรชอย่างสม่ำเสมอ แต่นี่หมายถึงการอ่านเนื้อหาของหน่วยความจำและเขียนซ้ำอีกครั้ง

ด้วยความต้องการการประมวลผลข้อมูลที่เพิ่มขึ้น DRAM ประเภทนี้จะดีกว่าที่จะตอบสนองความต้องการของตลาดในอนาคต ดังนั้นอุตสาหกรรมจึงกำลังมองหาเทคโนโลยีใหม่ในการปรับปรุงเทคโนโลยี DRAM ในปัจจุบัน ในกระบวนการนี้มีบาง บริษัท และสถาบันเพื่อศึกษาเทคโนโลยี DRAM Capacitive

DFM

หน่วยความจำแฟลชแบบไดนามิก: DFM เปิดตัวโดย บริษัท Unisantis Electronics ก่อตั้งโดย Dr. Fujio Masuoka ตามรายงานนี้เป็นเทคนิคที่เร็วกว่าและมีความหนาแน่นสูงกว่า DRAM หรือประเภทอื่น ๆ และจะมีทางเลือกให้กับ DRAM

DRAM เป็นหน่วยความจำแบบฟอร์มการอ่านแบบฟอร์มที่มีความผันผวนแบบ capacitive ทำลาย - ยาวนานความท้าทายของมันยังคงดำเนินต่อไปในราคาที่ต่ำกว่าโดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มขึ้น

DFM ยังเป็นหน่วยความจำที่ผันผวน แต่เนื่องจากไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวเก็บประจุเส้นทางการรั่วไหลน้อยกว่า ไม่มีการเชื่อมต่อระหว่างการสลับทรานซิสเตอร์และตัวเก็บประจุโดยใช้เทคนิคนี้

ในบรรดากระบวนการพัฒนา DFM เทคโนโลยี Transistor ประตูรอบทิศทาง (SGT) แนวตั้งทำหน้าที่เป็นบทบาทสำคัญ ตามรายงานแนวตั้ง SGT ให้คุณสมบัติที่สำคัญหลายประการสำหรับการใช้งานวงจรสุดท้าย: ความหนาแน่นของพื้นผิวได้รับการปรับปรุงเมื่อเทียบกับเครื่องบินและทรานซิสเตอร์ FinFET; เนื่องจากการควบคุมไฟฟ้าสถิตที่แข็งแกร่งจะดำเนินการบนประตูรอบของช่องทรานซิสเตอร์พลังงานการรั่วไหลจะลดลง . สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพแอปพลิเคชันที่ดีที่สุดของความกว้างของทรานซิสเตอร์และขนาดความยาวไม่ว่าจะมีประสิทธิภาพสูงหรือใช้พลังงานต่ำมาก

เทคโนโลยี DFM / SGT ยังคงรั่วประจุไฟฟ้า แต่อัตราช้ากว่า DRAM มากและการอ่านไม่ทำลาย ซึ่งหมายความว่าช่วงเวลาระหว่างการรีเฟรชรอบระยะยาวดังนั้นจึงมีการอ่านและเขียนแบนด์วิดท์มากขึ้น DFM / SGT ให้การรีเฟรชบล็อกและลบและให้ความเร็วในการเข้าถึงได้เร็วกว่า DRAM

Unisantis อ้างว่า DFM มีศักยภาพในการจำลองจำนวนมากและความหนาแน่นของมันคือสี่เท่าของ DRAM และมีการปรับปรุง GB / MM ที่สำคัญ มันบอกว่าโครงสร้างหน่วยของ DFM ใช้ในปัจจุบันซึ่งเป็นขีด จำกัด ของ DRAM (16GB ปัจจุบัน) อาจเพิ่มขึ้นเป็น 64GB ของหน่วยความจำทันที

Unisantis ได้พัฒนาแนวคิด DFM และตอนนี้กำลังมองหาการพัฒนาหน่วยความจำและแสดงความร่วมมือเพื่อเปิดการทดสอบและแสดงให้เห็นถึงฟังก์ชั่นและศักยภาพของ DFM

2T0C DRAM

นอกจาก DFM นักวิจัยจากจอร์เจียมหาวิทยาลัย Notadegm โรเชสเตอร์ยังเสนอประเภทใหม่ของ Capacitive Dram

ในการประชุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างประเทศ IEEE (IEDM) ที่จัดขึ้นเมื่อปีที่แล้วทีมวิจัยกล่าวว่า: "DRAM ชนิดใหม่นี้ทำจาก Semiconductor ออกไซด์และสร้างขึ้นในชั้นที่อยู่เหนือโปรเซสเซอร์และตัวละครของมันคือ DRAM เชิงพาณิชย์หลายร้อยหรือ หลายพันครั้งและสามารถให้พื้นที่ขนาดใหญ่เมื่อใช้งานเครือข่ายประสาทขนาดใหญ่ประหยัดพลังงานมาก "

DRAM แบบฝังตัวใหม่นี้ทำจากทรานซิสเตอร์สองตัวเท่านั้นและไม่มีตัวเก็บประจุ (2T0C) นี่เป็นไปได้ที่ประตูของทรานซิสเตอร์เป็นธรรมชาติ (แม้จะมีตัวเก็บประจุขนาดเล็ก) ดังนั้นค่าใช้จ่ายที่แสดงถึงบิตสามารถเก็บไว้ได้ที่นี่ การออกแบบนี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ AI

เป็นที่เข้าใจกันว่าหน่วย DRAM 2T0C อ่านข้อมูลโดยไม่ทำลายข้อมูลโดยไม่ต้องเขียนข้อมูลใหม่ สมาชิกในทีมวิจัยแสดงถึงการจัดเรียงของ 2T0C ไม่เหมาะสำหรับทรานซิสเตอร์ลอจิกซิลิกอน เนื่องจากความจุประตูของทรานซิสเตอร์ต่ำเกินไปและการรั่วไหลของทรานซิสเตอร์สูงเกินไปบิตจะหายไปทันที ดังนั้นนักวิจัยจึงก้าวไปสู่อุปกรณ์ที่ทำจากอมมอร์ฟัสออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์

ภายใต้คำแนะนำของวิธีนี้ศูนย์วิจัยไมโครเซลล์เบลเยียม (IMEC) ได้เปิดตัวโปรแกรมฝังตัว 2T0C ที่คล้ายกันในการประชุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างประเทศ (IEDM) ซึ่งใช้ Indium Gallium-Zinc ออกไซด์ (IGZO) เป็นเซมิคอนดักเตอร์ Attilio Belmonte นักวิทยาศาสตร์ขั้นสูงของ IMEC ชี้ให้เห็นว่า IGZO ต้องอบด้วยออกซิเจนเพื่อซ่อมแซมข้อบกพร่องของวัสดุที่เกิดจากพื้นที่ออกซิเจน สิ่งนี้มีผลของการลดจำนวนอิเล็กตรอนฟรีที่สามารถนำไปสู่การไหลของกระแส แต่อุปกรณ์เหล่านี้จะไม่ทำงานเป็นสวิตช์

เทคโนโลยี VLT

Kilopass ยังได้เปิดตัวเทคโนโลยี VLT ในปี 2559 เพื่อให้เกิดความกะทัดรัด

เป็นที่เข้าใจว่า VLT ของ Kilopass ใช้โครงสร้าง capacitive ที่ช่วยให้สถาปัตยกรรมไทริสเตอร์ผ่านลักษณะแนวตั้งเพื่อให้หน่วยเก็บข้อมูลมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น โครงสร้างที่กะทัดรัดรวมถึงอุปกรณ์ทางกายภาพที่จำเป็นสร้างจุดตัดขั้นพื้นฐานของกระบวนการผลิตซึ่งจะนำเทคโนโลยีใหม่ที่เข้ากันได้กับมาตรฐาน DDR และผลิต 55% ของ 20 อันดับแรกของนาโน DRAM ในเวลานั้น

ซึ่งแตกต่างจาก 2T0C DRAM ตามรายงานของสื่อเทคโนโลยีการจัดเก็บเทคโนโลยี VLT สามารถเข้ากันได้กับกระบวนการ CMOS แบบลอจิคัล 100% โดยไม่มีวัสดุใหม่ใด ๆ

z-ram

Z-RAM ได้รับการพัฒนาโดยซิลิกอนที่เป็นนวัตกรรมซึ่งเป็น DRAM ใหม่สำหรับตัวเก็บประจุ จากรายงานก่อนหน้านี้ Z-RAM เป็นทรานซิสเตอร์เดี่ยวเพียงทรานซิสเตอร์เพียงโดยทรานซิสเตอร์เป็นหน่วยเก็บบิต ซึ่งแตกต่างจาก Drams ที่ประกอบด้วยตัวเก็บประจุทรานซิสเตอร์และตัวเก็บประจุที่ซับซ้อนสามารถสร้างหน่วยบิต Z-RAM ได้โดยไม่มีตัวเก็บประจุหรือโครงสร้างอื่น ๆ

Z-RAM อาศัยเอฟเฟกต์ร่างกายลอยคือกระบวนการฉนวน (ซอย) กระบวนการวางทรานซิสเตอร์ในถังที่แยกต่างหาก (แรงดันทรานซิสเตอร์ "ลอย" เทียบกับพื้นผิวเวเฟอร์ใต้ร่อง) ผลของร่างกายลอยตัวส่งผลให้เกิดความจุตัวแปรระหว่างด้านล่างของอ่างและวัสดุพิมพ์ด้านล่าง ผลกระทบของร่างกายที่ลอยอยู่มักจะเป็นโรคกาฝากที่มีผลต่อการออกแบบวงจร แต่ยังสามารถสร้างหน่วยที่คล้ายกับ DRAM โดยไม่ต้องเพิ่มตัวเก็บประจุเดียวจากนั้นเอฟเฟกต์ร่างกายลอยแทนที่ตัวเก็บประจุแบบดั้งเดิม เนื่องจากตัวเก็บประจุอยู่ใต้ทรานซิสเตอร์ (แทนที่จะอยู่ติดกับทรานซิสเตอร์ในฐานะทรานซิสเตอร์เป็นกิจวัตรประจำวัน) ความหมายอื่นของชื่อ "Z-RAM" ขยายไปในทิศทางลบ Z

ในหน่วยเก็บข้อมูล Z-RAM รัฐตรรกะถูกเก็บไว้ในร่างกายที่ลอยอยู่ของทรานซิสเตอร์โดยใช้การปะทะกับการปะทะกับหลุมที่ไม่จำเป็นและประจุบวกที่เหลือ ซึ่งแตกต่างจากตัวเก็บประจุใน DRAM การดำเนินการอ่านไม่ได้พยายามวัดจำนวนค่าใช้จ่ายโดยตรง แต่ค่าใช้จ่ายจะเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ประตูเป็นประมาณ 1 โวลต์ดังนั้นจึงให้ความอดทนต่อเสียงรบกวนการอ่านจำนวนมาก

RAM ถูกนำไปใช้ในตรรกะ Soi มาตรฐานดังนั้นมันจะโยกย้ายไปยังพื้นที่แอปพลิเคชันเดียวกันที่ซอยตั้งอยู่ มีรายงานว่ามีการกำหนดค่าอย่างกว้างขวางในความเร็วพลังงานและความหนาแน่นซึ่งสามารถใช้งานได้เกือบทุกที่โดยใช้หน่วยความจำความเร็วสูงโดยเฉพาะในแอปพลิเคชันซอยประสิทธิภาพสูง

อย่างไรก็ตามด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการผลิต SRAM แบบดั้งเดิม (ที่สำคัญที่สุดคือการเปลี่ยนไปเป็นโหนดการผลิต 32nm), Z-RAM สูญเสียความได้เปรียบ

แนวโน้มนี้ยังตอบสนองต่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ ตามการแนะนำของ Wikipedia แม้ว่า AMD ได้อนุมัติ Z-RAM รุ่นที่สองในปี 2549 ผู้ผลิตโปรเซสเซอร์ให้โปรแกรม Z-RAM ในเดือนมกราคม 2010 ในทำนองเดียวกันผู้ผลิต DRAM SK Hynix ยังได้รับอนุญาต Z-RAM ในปี 2550 สำหรับชิป DRAM นวัตกรรมซิลิกอนประกาศในเดือนมีนาคม 2010 ว่าพวกเขาร่วมกันพัฒนารุ่นที่ไม่ใช่ซอยของ Z-RAM ซึ่งสามารถใช้การผลิตต้นทุนที่ต่ำกว่าของเทคโนโลยี CMOS แต่ บริษัท ปิดเมื่อวันที่ 29 มิถุนายน 2553 ต่อจากนั้นสิทธิบัตรของมันจะได้รับจากเทคโนโลยี Magota ในเดือนธันวาคม 2010

อีกวิธีหนึ่ง

เมื่อเทียบกับ DRAM ที่ไม่ใช่ตัวเก็บประจุ IBM จะใช้วิธีอื่นซึ่งก็ถือว่าเป็นอีกวิธีหนึ่งในการส่งเสริมการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของ DRAM

IBM กล่าวว่าในสองทศวรรษที่ผ่านมาผู้คนพยายามกำจัดตัวเก็บประจุซึ่งจะช่วยลดพื้นที่และต้นทุนการผลิตของหน่วย DRAM ต่อไป เพื่อลดขนาดต่อไปการกำจัดตัวเก็บประจุเกือบเร่งด่วน สิ่งนี้ต้องการให้ขนาดด้านข้างของเซลล์จำเป็นต้องมีการลดปริมาณการเก็บรักษาจากนั้นจึงออกวิธีการผลิตคือ: ตัวเก็บประจุ "ซ่อน" ลึกลงไป

แต่ IBM ชี้ให้เห็นว่าจากระยะยาวนี่เป็นคอขวดซึ่งไม่เพียงเพราะข้อ จำกัด ทางเรขาคณิต แต่ยังเป็นเพราะการสะสมประจุของ "ดี" มีความท้าทายมากขึ้นโดยใช้ความจุทั้งหมด ค่าใช้จ่ายถูกเก็บไว้ในร่างกายทรานซิสเตอร์ได้รับการพิจารณาว่าเป็นกลยุทธ์ที่ดีที่สุดในการลดขนาดต่อไป พนักงาน R & D ใช้ซิลิกอนเพื่อทดลองกับตัวเก็บประจุที่แตกต่างกันของตัวเก็บประจุเซลล์ DRAM แต่มีคนเพียงไม่กี่คนให้ความสนใจกับแนวคิดที่คล้ายกันตามวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ทางเลือก ในปี 2019 "นิตยสารอิเล็กทรอนิกส์ธรรมชาติ" IBM แสดงให้เห็นถึง Dram ตัวเก็บประจุที่เล็กที่สุดที่มีความยาวเพียง 14 นาโนเมตร

นี่คือทรานซิสเตอร์เดียวเซลล์ DRAM ตัวเก็บประจุซึ่งใช้ตัวเก็บประจุเป็นตัวเก็บประจุซึ่งมีค่าใช้จ่าย (ในกรณีนี้เป็นหลุม) ถูกเก็บไว้ชั่วคราวในนั้น การฉีดและการสกัดของรูอิเล็กตรอนจากร่างกายทรานซิสเตอร์ช่วยให้สามารถปรับพฤติกรรมไฟฟ้าสถิตของทรานซิสเตอร์ส่งผลให้มีสองระดับปัจจุบันที่แตกต่างกัน วัสดุ III-V เช่น Ingaas มักจะมีช่องว่างของซิลิกอนขนาดเล็กที่เล็กกว่าในขณะที่ซิลิกอนมีความได้เปรียบที่อาจเกิดขึ้นซึ่งทำงานได้ในแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่ามาก ในทางกลับกันสิ่งนี้เปลี่ยนเป็นพลังงานที่ลดลง

IBM สะดวกในการเป็นตัวแทนที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความเป็นไปได้ของเซลล์ตัวเก็บประจุ MSDRAM ที่ 14 นาโนเมตร โดยการจัดเก็บจำนวนของโพรงอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้ร่างกายทรานซิสเตอร์เราสามารถรับสองระดับปัจจุบันที่แตกต่างกันที่สอดคล้องกับรัฐไบนารี 0 และ 1 การดำเนินการทดลองของแนวคิดหน่วยความจำยืนยันผลลัพธ์ของการจำลอง TCAD

เมื่อเทียบกับการรับรู้ที่ใช้ซิลิกอน IBM ใช้แนวคิดนวนิยายของ Ingaas เพื่อให้วิธีที่มีแนวโน้มที่จะตระหนักถึงการย่อขนาดของหน่วยความจำ DRAM ในขณะที่ยังช่วยลดการใช้พลังงาน จากแนวคิดของตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพนี้ (เช่นเวลาการเก็บรักษา) ปรับปรุงศักยภาพเพิ่มเติมและ IBM มีกลยุทธ์ที่เป็นไปได้เพื่อให้บรรลุการปรับปรุงเหล่านี้

จากการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้เราได้คาดการณ์ว่า DRAM กำลังเปิดการเปลี่ยนแปลงรอบใหม่ เทคโนโลยีใดที่สามารถแทนที่ DRAM ปัจจุบันและต้องการการทดสอบการตลาด