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公司博客

22FDX 技术获得主流接受和热烈欢迎

世界首创2Xnm用于GP-MCU的嵌入式MRAM, 以及5G应用毫米波能力的简介,引起了强烈关注

22FDX® 技术在近来的两大主流国际论坛的亮相引起了波澜,昭示着在如今快速增长的半导体市场,消费者们又出现了新的选择和平台。

在位于日本京都举办的VLSI技术座谈会上, 约500人出席了格芯员工Danny Shum的演讲,他描述了22FDX制造是如何在嵌入式STT-MRAM非易失性内存 (eMRAM)上取得突破进展的。实际上出席的听众在他的演讲结束后对他不断提出了深刻的问题,在耗尽了5分钟问答环节的所有时间后,听众们仍持续发问,占用了下一环节前20分钟的所有休息时间。这些问题中有的包含了关于具体技术的细节,如材料堆叠、制程技术、测试结果及测试工具;问题同样包含了更广大的领域,例如产品规划路线、商业策略、合作商机和PDK的可用性。

观众所体现出的强烈兴趣来自于eMRAM技术极有可能在代码存储以及工作内存上替代eFLASH 非易失性内存,满足需求量极大的一般用途微控制器和物联网设备。格芯以及合作伙伴 Everspin技术, 展现了在高可靠性要求的严苛环境,例如汽车SoC等应用中,eMRAM的能力。

完整的VLSI文章, CMOS嵌入式 STT-MRAM阵列用于 2x 纳米节点GPMCU应用 , 现已可在格芯官网下载。

同时, 在夏威夷檀香山举办的 IEEE国际微波论坛中, 格芯高级员工以及射频首席技术工程师 David Harame概括了部分及全面耗尽式绝缘体上硅(SOI)在射频毫米波应用以及即将到来的5G设备上可带来的收益,SOI是22FDX的基础。 他的演讲是22FDX专题讨论会的其中一个环节,本讨论会由他及同事Ned Cahoon和Baljit Chandhoke、 Anirban Bandyopadhyay组织,重点在于讨论硅技术,特别是22FDX技术现在对于毫米波应用开发的成熟程度,与更局限更高成本的旧技术比较所拥有的优势。

总体上,演讲阐述了22FDX的技术多样性,满足持续增长的汽车、移动、射频链接、物联网、网络和其他应用市场。

嵌入式STT-MRAM

现在越来越多的应用需要包含了非易失性内存(eNVM)的芯片,可是当设备尺寸缩小,低功耗操作愈发重要,传统eFlash NVM所面对的挑战越来越多。这都是因为eFlahs的高电压要求以及在调整渠氧化层这一个关键参数时必须做出性能和可靠性的折中。

市面上也存在eNVM的替代技术,可是由于eMRAM长久以来被认为拥有潜力提供升级性、写入速度、数据维持、长期可靠性和低功耗操作的最佳平衡,至此并没有过STT-MRAM嵌入式内存正式发布的消息。

直到,Shum在VLSI大会上首次发布了STT-MRAM的消息。他描述了格芯与Everspin技术是如何在2x-nm设计法则上联手打造并展示了世界第一款40Mb CMOS 阵列配备集成eMRAM的。

一大关键要素是STT-MRAM可以承受高达260ºC的高温长达5分钟,意味着普通的封装和集成回流步骤并不会影响储存的内容,而且代码储存可在晶元探针测试途中写入。此外,格芯的22FDX eMRAM根据设计可在150°C环境下维持数据长达10年, 让此项技术可被用于汽车SoC。

另外的技术特点包括,内存在线后端进行生产,敏感的逻辑设备和电路因此可以避免在高温的线前端处理流程中遭到损害。这个特点同样让复用型IP得以实现,因为它们使用的是同样的PDK。内存阵列同样脱离了芯片核心的电压能源供应(Vdd 和I/O), 无需电流泵对电压进行调整。

格芯将在明年提供eMRAM技术,并将其作为总体22FDX技术组合中的一部分,而客户产品原型的多晶元项目将在今年年底开始。

22FDX 硅应用于毫米波

在微波论坛活动中, Harame描述了大批量毫米波频率硅基芯片的市场是如何因为5G无线规格而蓬勃发展的。(详情请浏览, 行政视角:一切都将无线,射频芯片将其实现)

Harame阐述了拥有低晶体管泄漏电压的部分或全耗尽式SOI技术是如何成为此类应用的最高成本效率的。

他已经提到,由于移动蜂窝网络和WiFi交换器都广泛使用了SOI技术,此技术的经验基础非常深厚。其中一个例子是45纳米PDSOI,此技术已被投入到多个毫米波相位阵列系统应用中。 45纳米PDSOI拥有堆叠晶体管的能力,增加了供能调整能力,哪怕是对于功率放大器和低电压CMOS设备也同样适用。

他的演讲重点在于FDX是如何通过它的高k电介质系数栅极金属堆叠(high-k/MG)来进一步增进它的性能的,high-k/MG, 22纳米栅极长度和薄硅通道,这些技术特点共同打造了适用于即将来到的5G毫米波应用的最佳技术。

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Gary Dagastine

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