次世代記憶體換當(dāng)家？關(guān)于新當(dāng)家的那點(diǎn)事

據(jù)韓媒BusinessKorea報(bào)導(dǎo)，IBM 和三星在電機(jī)電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）發(fā)布研究論文宣稱，兩家公司攜手研發(fā)的STT-MRAM 的生產(chǎn)技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)10 奈秒（nanosecond）的傳輸速度和超省電架構(gòu)，理論上表現(xiàn)超越DRAM。韓國(guó)半導(dǎo)體業(yè)者指出，16納米將是DRAM微縮制程的最后極限，包括FRAM在內(nèi)的多種次世代存儲(chǔ)（其它包括MRAM）備受期待。（本文引用自“電子發(fā)燒友網(wǎng)”報(bào)道，有刪節(jié)）

什么是FRAM

FRAM（鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）采用鐵電質(zhì)膜用作電容器來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，具有ROM（只讀存儲(chǔ)器）和RAM（隨機(jī)存取器）的特點(diǎn)，在高速讀寫入、高讀寫耐久性、低功耗和防竄改方面具有優(yōu)勢(shì)。

存儲(chǔ)器分類中的FRAM

鐵電存儲(chǔ)器工作原理

當(dāng)一個(gè)電場(chǎng)被加到鐵電晶體時(shí)，中心原子順著電場(chǎng)的方向在晶體里移動(dòng)。當(dāng)原子移動(dòng)時(shí)，它通過一個(gè)能量壁壘，從而引起電荷擊穿。內(nèi)部電路感應(yīng)到電荷擊穿并設(shè)置存儲(chǔ)器。移去電場(chǎng)后，中心原子保持不動(dòng)，存儲(chǔ)器的狀態(tài)也得以保存。

PZT晶體結(jié)構(gòu)和FRAM工作原理

上圖表解釋了PZT晶體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通常用作典型的鐵電質(zhì)材料。在點(diǎn)陣中具有鋯和鈦，作為兩個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)。它們可以根據(jù)外部電場(chǎng)在兩個(gè)點(diǎn)之間移動(dòng)。一旦位置設(shè)定，即使在出現(xiàn)電場(chǎng)，它也將不會(huì)再有任何移動(dòng)。頂部和底部的電極安排了一個(gè)電容器。那么，電容器劃分了底部電極電壓和極化，超越了磁滯回線。數(shù)據(jù)以“1”或“0”的形式存儲(chǔ)。

相比之下，鐵電電容的漏電流沒有EEPROM、FLASH之類的傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)器那么重要，因?yàn)镕eRAM的信息存儲(chǔ)是由極化來實(shí)現(xiàn)的，而不是自由電子。

與傳統(tǒng)存儲(chǔ)器相比，F(xiàn)RAM具有下列優(yōu)勢(shì)

· 非易失性

- 即使沒有上電，也可以保存所存儲(chǔ)的信息。

- 與SRAM相比，無需后備電池（環(huán)保產(chǎn)品）

· 更高速度寫入

- 像SRAM一樣，可覆蓋寫入不要求改寫命令

- 對(duì)于擦/寫操作，無等待時(shí)間

寫入循環(huán)時(shí)間 =讀取循環(huán)時(shí)間

寫入時(shí)間： E2PROM的1/30，000

· 具有更高的讀寫耐久性

- 確保最大1012次循環(huán)（100萬億循環(huán)）/位的耐久力

耐久性：超過100萬次的 E2PROM

· 具有更低的功耗

- 不要求采用充電泵電路

功耗：低于1/400的E2PROM

與其它存儲(chǔ)器產(chǎn)品相比，F(xiàn)RAM的特性

*1） T=晶體管。 C=電容器

*2） 256Kb獨(dú)立的FRAM存儲(chǔ)器的技術(shù)規(guī)格

*3） 讀寫操作的總循環(huán)