ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਮਾਈਕ੍ਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਦੇ ਅਕਾਦਮਿਕ ਲਿਊ ਮਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਵਿਕਸਤ ਅਤੇ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤੀ ਗਈ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਕਿਸਮ ਦੀ ਹੈਫਨੀਅਮ-ਅਧਾਰਤ ਫੇਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਚਿੱਪ, 2023 ਵਿੱਚ IEEE ਇੰਟਰਨੈਸ਼ਨਲ ਸਾਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਸਰਕਟ ਕਾਨਫਰੰਸ (ISSCC) ਵਿੱਚ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਸਰਕਟ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦਾ ਸਭ ਤੋਂ ਉੱਚਾ ਪੱਧਰ ਹੈ।
ਖਪਤਕਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ, ਆਟੋਨੋਮਸ ਵਾਹਨਾਂ, ਉਦਯੋਗਿਕ ਨਿਯੰਤਰਣ ਅਤੇ ਇੰਟਰਨੈਟ ਆਫ਼ ਥਿੰਗਜ਼ ਲਈ ਕਿਨਾਰੇ ਵਾਲੇ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ SOC ਚਿਪਸ ਦੀ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੀ ਏਮਬੈਡਡ ਨਾਨ-ਵੋਲੇਟਾਈਲ ਮੈਮੋਰੀ (eNVM) ਦੀ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮੰਗ ਹੈ। ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ (FeRAM) ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ, ਅਤਿ-ਘੱਟ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ, ਅਤੇ ਉੱਚ ਗਤੀ ਦੇ ਫਾਇਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਰੀਅਲ ਟਾਈਮ ਵਿੱਚ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਡਾਟਾ ਰਿਕਾਰਡਿੰਗ, ਵਾਰ-ਵਾਰ ਡਾਟਾ ਪੜ੍ਹਨ ਅਤੇ ਲਿਖਣ, ਘੱਟ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ ਅਤੇ ਏਮਬੈਡਡ SoC/SiP ਉਤਪਾਦਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। PZT ਸਮੱਗਰੀ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਨੇ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਹੈ, ਪਰ ਇਸਦੀ ਸਮੱਗਰੀ CMOS ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਨਹੀਂ ਹੈ ਅਤੇ ਸੁੰਗੜਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਰਵਾਇਤੀ ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਗੰਭੀਰਤਾ ਨਾਲ ਰੁਕਾਵਟ ਪਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਏਮਬੈਡਡ ਏਕੀਕਰਣ ਨੂੰ ਇੱਕ ਵੱਖਰੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਾਈਨ ਸਹਾਇਤਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਨਵੀਂ ਹੈਫਨੀਅਮ-ਅਧਾਰਤ ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਦੀ ਛੋਟੀ ਯੋਗਤਾ ਅਤੇ CMOS ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨਾਲ ਇਸਦੀ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਇਸਨੂੰ ਅਕਾਦਮਿਕ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗ ਵਿੱਚ ਆਮ ਚਿੰਤਾ ਦਾ ਇੱਕ ਖੋਜ ਹੌਟਸਪੌਟ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਹੈਫਨੀਅਮ-ਅਧਾਰਤ ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਨੂੰ ਨਵੀਂ ਮੈਮੋਰੀ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੀ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਕਾਸ ਦਿਸ਼ਾ ਮੰਨਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਹੈਫਨੀਅਮ-ਅਧਾਰਤ ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਦੀ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਅਜੇ ਵੀ ਨਾਕਾਫ਼ੀ ਯੂਨਿਟ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ, ਪੂਰੇ ਪੈਰੀਫਿਰਲ ਸਰਕਟ ਦੇ ਨਾਲ ਚਿੱਪ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੀ ਘਾਟ, ਅਤੇ ਚਿੱਪ ਪੱਧਰ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਦੀ ਹੋਰ ਤਸਦੀਕ ਵਰਗੀਆਂ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਹਨ, ਜੋ eNVM ਵਿੱਚ ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।
ਏਮਬੈਡਡ ਹੈਫਨੀਅਮ-ਅਧਾਰਤ ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਦੁਆਰਾ ਦਰਪੇਸ਼ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਨੂੰ ਧਿਆਨ ਵਿੱਚ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ, ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਮਾਈਕ੍ਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਦੇ ਅਕਾਦਮਿਕ ਲਿਊ ਮਿੰਗ ਦੀ ਟੀਮ ਨੇ CMOS ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਹੈਫਨੀਅਮ-ਅਧਾਰਤ ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੈਮੋਰੀ ਦੇ ਵੱਡੇ-ਪੱਧਰ ਦੇ ਏਕੀਕਰਣ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਦੁਨੀਆ ਵਿੱਚ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ ਮੈਗਾਬ-ਮੈਗਨੀਟਿਊਡ FeRAM ਟੈਸਟ ਚਿੱਪ ਨੂੰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਹੈ, ਅਤੇ 130nm CMOS ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ HZO ਫੈਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਦੇ ਵੱਡੇ-ਪੱਧਰ ਦੇ ਏਕੀਕਰਣ ਨੂੰ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਪੂਰਾ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਸੰਵੇਦਨਾ ਲਈ ਇੱਕ ECC-ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਲਿਖਣ ਡਰਾਈਵ ਸਰਕਟ ਅਤੇ ਆਟੋਮੈਟਿਕ ਆਫਸੈੱਟ ਖਾਤਮੇ ਲਈ ਇੱਕ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ ਸਰਕਟ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਹਨ, ਅਤੇ 1012 ਚੱਕਰ ਟਿਕਾਊਤਾ ਅਤੇ 7ns ਲਿਖਣ ਅਤੇ 5ns ਪੜ੍ਹਨ ਦਾ ਸਮਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਹੁਣ ਤੱਕ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਪੱਧਰ ਹਨ।
"ਇੱਕ 9-Mb HZO-ਅਧਾਰਤ ਏਮਬੈਡਡ FeRAM 1012-ਸਾਈਕਲ ਐਂਡੂਰੈਂਸ ਅਤੇ 5/7ns ਰੀਡ/ਰਾਈਟ ਯੂਜ਼ਿੰਗ ECC-ਅਸਿਸਟਡ ਡੇਟਾ ਰਿਫ੍ਰੈਸ਼" ਪੇਪਰ ਨਤੀਜਿਆਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ ਅਤੇ ਆਫਸੈੱਟ-ਕੈਂਸਲਡ ਸੈਂਸ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ "ISSCC 2023 ਵਿੱਚ ਚੁਣਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਕਾਨਫਰੰਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ISSCC ਡੈਮੋ ਸੈਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਚਿੱਪ ਦੀ ਚੋਣ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਯਾਂਗ ਜਿਆਂਗੁਓ ਪੇਪਰ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਲੇਖਕ ਹਨ, ਅਤੇ ਲਿਊ ਮਿੰਗ ਸੰਬੰਧਿਤ ਲੇਖਕ ਹਨ।
ਇਸ ਸੰਬੰਧਿਤ ਕੰਮ ਨੂੰ ਚੀਨ ਦੀ ਰਾਸ਼ਟਰੀ ਕੁਦਰਤੀ ਵਿਗਿਆਨ ਫਾਊਂਡੇਸ਼ਨ, ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਮੰਤਰਾਲੇ ਦੇ ਰਾਸ਼ਟਰੀ ਕੁੰਜੀ ਖੋਜ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰੋਗਰਾਮ, ਅਤੇ ਚੀਨੀ ਵਿਗਿਆਨ ਅਕੈਡਮੀ ਦੇ ਬੀ-ਕਲਾਸ ਪਾਇਲਟ ਪ੍ਰੋਜੈਕਟ ਦੁਆਰਾ ਸਮਰਥਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੈ।
(9Mb ਹੈਫਨੀਅਮ-ਅਧਾਰਤ FeRAM ਚਿੱਪ ਅਤੇ ਚਿੱਪ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਟੈਸਟ ਦੀ ਫੋਟੋ)
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਅਪ੍ਰੈਲ-15-2023
