ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સના એકેડેમિશિયન લિયુ મિંગ દ્વારા વિકસિત અને ડિઝાઇન કરાયેલ એક નવા પ્રકારની હેફનિયમ-આધારિત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરી ચિપ 2023 માં IEEE ઇન્ટરનેશનલ સોલિડ-સ્ટેટ સર્કિટ્સ કોન્ફરન્સ (ISSCC) માં રજૂ કરવામાં આવી છે, જે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ડિઝાઇનનું ઉચ્ચતમ સ્તર છે.
કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ઓટોનોમસ વાહનો, ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ અને ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ માટે એજ ડિવાઇસમાં SOC ચિપ્સ માટે હાઇ-પર્ફોર્મન્સ એમ્બેડેડ નોન-વોલેટાઇલ મેમરી (eNVM) ની ખૂબ માંગ છે. ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરી (FeRAM) માં ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા, અલ્ટ્રા-લો પાવર વપરાશ અને હાઇ સ્પીડના ફાયદા છે. તેનો ઉપયોગ રીઅલ ટાઇમમાં મોટા પ્રમાણમાં ડેટા રેકોર્ડિંગ, વારંવાર ડેટા વાંચન અને લેખન, ઓછો પાવર વપરાશ અને એમ્બેડેડ SoC/SiP ઉત્પાદનોમાં થાય છે. PZT સામગ્રી પર આધારિત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરીએ મોટા પાયે ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કર્યું છે, પરંતુ તેની સામગ્રી CMOS ટેકનોલોજી સાથે અસંગત છે અને સંકોચન મુશ્કેલ છે, જેના કારણે પરંપરાગત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરીની વિકાસ પ્રક્રિયા ગંભીર રીતે અવરોધાય છે, અને એમ્બેડેડ એકીકરણને અલગ ઉત્પાદન લાઇન સપોર્ટની જરૂર છે, જેને મોટા પાયે લોકપ્રિય બનાવવી મુશ્કેલ છે. નવી હેફનિયમ-આધારિત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરીની લઘુચિત્રતા અને CMOS ટેકનોલોજી સાથે તેની સુસંગતતા તેને શિક્ષણ અને ઉદ્યોગમાં સામાન્ય ચિંતાનું સંશોધન કેન્દ્ર બનાવે છે. હેફનિયમ-આધારિત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરીને નવી મેમરીની આગામી પેઢીની મહત્વપૂર્ણ વિકાસ દિશા તરીકે ગણવામાં આવે છે. હાલમાં, હેફનિયમ-આધારિત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરીના સંશોધનમાં હજુ પણ અપૂરતી યુનિટ વિશ્વસનીયતા, સંપૂર્ણ પેરિફેરલ સર્કિટ સાથે ચિપ ડિઝાઇનનો અભાવ અને ચિપ સ્તરના પ્રદર્શનની વધુ ચકાસણી જેવી સમસ્યાઓ છે, જે eNVM માં તેના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે.
એમ્બેડેડ હેફનિયમ-આધારિત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરી દ્વારા સામનો કરવામાં આવતા પડકારોને ધ્યાનમાં રાખીને, ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સના એકેડેમિશિયન લિયુ મિંગની ટીમે CMOS સાથે સુસંગત હેફનિયમ-આધારિત ફેરોઇલેક્ટ્રિક મેમરીના મોટા પાયે એકીકરણ પ્લેટફોર્મ પર આધારિત વિશ્વમાં પ્રથમ વખત મેગાબ-મેગ્નિટ્યુડ FeRAM ટેસ્ટ ચિપ ડિઝાઇન અને અમલમાં મૂકી છે, અને 130nm CMOS પ્રક્રિયામાં HZO ફેરોઇલેક્ટ્રિક કેપેસિટરનું મોટા પાયે એકીકરણ સફળતાપૂર્વક પૂર્ણ કર્યું છે. તાપમાન સંવેદના માટે ECC-સહાયિત રાઇટ ડ્રાઇવ સર્કિટ અને ઓટોમેટિક ઓફસેટ એલિમિનેશન માટે સંવેદનશીલ એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ પ્રસ્તાવિત છે, અને 1012 ચક્ર ટકાઉપણું અને 7ns લેખન અને 5ns વાંચન સમય પ્રાપ્ત થાય છે, જે અત્યાર સુધીના શ્રેષ્ઠ સ્તરો છે.
"A 9-Mb HZO-based Embedded FeRAM with 1012-Cycle Endurance and 5/7ns Read/Write using ECC-Assisted Data Refresh" પેપર પરિણામો અને ઑફસેટ-કેન્સલ્ડ સેન્સ એમ્પ્લીફાયર પર આધારિત છે "ISSCC 2023 માં પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું, અને કોન્ફરન્સમાં પ્રદર્શિત થનારા ISSCC ડેમો સત્રમાં ચિપ પસંદ કરવામાં આવી હતી. યાંગ જિયાંગુઓ પેપરના પ્રથમ લેખક છે, અને લિયુ મિંગ અનુરૂપ લેખક છે.
સંબંધિત કાર્યને ચીનના નેશનલ નેચરલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન, વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી મંત્રાલયના નેશનલ કી રિસર્ચ એન્ડ ડેવલપમેન્ટ પ્રોગ્રામ અને ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સના બી-ક્લાસ પાયલોટ પ્રોજેક્ટ દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવે છે.
(9Mb હેફનિયમ-આધારિત FeRAM ચિપ અને ચિપ પ્રદર્શન પરીક્ષણનો ફોટો)
પોસ્ટ સમય: એપ્રિલ-૧૫-૨૦૨૩
