FRAM技術(shù)在機(jī)器學(xué)習(xí)和人工應(yīng)用方面具有很大的潛力

最近出現(xiàn)的許多內(nèi)存問(wèn)題都以3D Xpoint的形式出現(xiàn)在ReRAM，MRAM和PCRAM上。但是鐵電RAM（FRAM）在小型利基設(shè)備中得到了成功。

去年對(duì)新興內(nèi)存年報(bào)，吹捧的ReRAM，MRAM和PCRAM的三個(gè)關(guān)鍵新興的記憶保持在眼睛上。但它也指出，F(xiàn)RAM已在諸如大眾運(yùn)輸卡，游戲系統(tǒng)和功率計(jì)之類的特定市場(chǎng)證明了自己，其主要吸引力在于執(zhí)行寫入操作時(shí)的低功耗。 FRAM產(chǎn)品已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了，主要是作為緩沖應(yīng)用程序的專用緩存。甚至還有一些靈活的FRAM器件，“但對(duì)于利基應(yīng)用，它們的密度相對(duì)較低。

實(shí)際上，F(xiàn)RAM已經(jīng)存在了35年。它的非易失性和低功耗是它繼續(xù)受到關(guān)注的原因，因?yàn)樗鼘?duì)許多應(yīng)用程序都至關(guān)重要。由于其開(kāi)關(guān)能量低，F(xiàn)RAM通常具有很大的吸引力，需要非常低的能量來(lái)切換這種材料，因此如果正在編程或提高比特率，則需要投入很少的能量來(lái)扭轉(zhuǎn)這種極化。與其他技術(shù)相比，F(xiàn)RAM的開(kāi)關(guān)能量最低。

但是它也面臨挑戰(zhàn)，包括高昂的處理成本，大的存儲(chǔ)單元和更大的芯片尺寸。可擴(kuò)展性對(duì)于超越小型密度利基應(yīng)用來(lái)說(shuō)是必不可少的。

FMC的FRAM技術(shù)使用氧化ha作為柵極絕緣體，因此可以采用標(biāo)準(zhǔn)的HKMG晶體管并對(duì)其柵極絕緣體進(jìn)行改性，使其成為鐵電體，從而制造出非易失性HKMG晶體管。

FRAM的有效擴(kuò)展可能是使用氧化f，該氧化物通常用于幫助在標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏輯工藝中制造高K柵極電介質(zhì)層。那激發(fā)了人們對(duì)鐵電存儲(chǔ)器的新興趣。到目前為止，還沒(méi)有新的產(chǎn)品可以利用這種材料，但是有幾個(gè)研究項(xiàng)目正在進(jìn)行中。它顯示出有望實(shí)現(xiàn)某些高密度和與CMOS的兼容性。

但是，F(xiàn)RAM仍然面臨與MRAM和ReRAM相似的挑戰(zhàn)，包括受到晶體管尺寸的限制。

氧化f幾乎可以用作所有高鉀金屬柵極（HKMG）工藝節(jié)點(diǎn)的柵極絕緣體，因此可以采用標(biāo)準(zhǔn)的HKMG晶體管并對(duì)其柵極絕緣體進(jìn)行改性，使其成為鐵電體，從而制造出非易失性HKMG晶體管- FeFET。在性能方面，該公司的技術(shù)可以在10到15納秒的數(shù)量級(jí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)讀寫，同時(shí)在85度角下可以保持長(zhǎng)達(dá)十年的保留時(shí)間。

由于FMC的FeFET存儲(chǔ)器是從標(biāo)準(zhǔn)HKMG邏輯晶體管衍生而來(lái)的，因此該概念具有與CMOS基準(zhǔn)線一樣的固有可擴(kuò)展性。這種可伸縮性對(duì)于保持較低的制造成本至關(guān)重要，包括使非易失性存儲(chǔ)器消耗的芯片面積盡可能小。FeFET技術(shù)將在28或22 nm處擊穿2至3層。FMC現(xiàn)在的重點(diǎn)是技術(shù)開(kāi)發(fā)，并將其發(fā)展到可以被鑄造廠認(rèn)可的水平。

能夠與現(xiàn)有的CMOS工藝集成并實(shí)現(xiàn)3D是可伸縮性的關(guān)鍵。還可以直接集成到晶體管規(guī)格中。這樣可以減少占用空間并簡(jiǎn)化流程，這是可擴(kuò)展性的重要推動(dòng)力。

同時(shí)，F(xiàn)RAM有許多小密度，細(xì)分市場(chǎng)的應(yīng)用。賽普拉斯半導(dǎo)體RAM業(yè)務(wù)部門表示，它不僅具有非易失性和低能耗的特性，而且還具有耐輻射性?？傮w而言，它是一種相當(dāng)穩(wěn)定的內(nèi)存-以其目前可商購(gòu)的形式-用于數(shù)據(jù)記錄和備份之類的應(yīng)用程序。

賽普拉斯最初推出了面向汽車和工業(yè)應(yīng)用的Excelon FRAM，其低引腳數(shù)小封裝選項(xiàng)的密度高達(dá)8Mb。

Cypress FRAM產(chǎn)品包括其Excelon系列，該系列專門為自動(dòng)駕駛汽車所需的高速非易失性數(shù)據(jù)記錄而設(shè)計(jì)，但也正在逐步應(yīng)用于醫(yī)療，可穿戴，物聯(lián)網(wǎng)傳感器，工業(yè)以及其他高級(jí)汽車應(yīng)用中。Chandrasekharan說(shuō)，Excelon FRAM已經(jīng)提供2 Mb，4 Mb和8 Mb密度選項(xiàng)，而16 Mb正在開(kāi)發(fā)中。由于FRAM顯著降低了功耗，保留了數(shù)據(jù)并且對(duì)輻射不敏感，因此被認(rèn)為是這些應(yīng)用中EEPROM和NOR閃存的良好替代品。在植入式醫(yī)療設(shè)備中發(fā)現(xiàn)了很多用例，這些植入物有望在長(zhǎng)達(dá)十年的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用。

但是賽普拉斯也在展望氧化oxide可能實(shí)現(xiàn)的更高密度，因?yàn)槟菚r(shí)FRAM可能會(huì)超越數(shù)據(jù)記錄范圍，成為事實(shí)上的非易失性存儲(chǔ)。賽普拉斯代理商宇芯電子提供技術(shù)支持及產(chǎn)品解決方案。

FMC還認(rèn)為其FRAM技術(shù)已成為可行的存儲(chǔ)類存儲(chǔ)器，并且由于其多功能性，在機(jī)器學(xué)習(xí)和人工應(yīng)用方面也具有很大的潛力。目標(biāo)不是要取代諸如DRAM之類的更高密度的存儲(chǔ)器，而是要針對(duì)其技術(shù)有實(shí)際應(yīng)用的地方。

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