次世代內(nèi)存為何成為先進(jìn)SoC設(shè)計(jì)的主流

經(jīng)過(guò)十多年的沉潛，次世代內(nèi)存的產(chǎn)品，包含F(xiàn)RAM(鐵電內(nèi)存)，MRAM(磁阻式隨機(jī)存取內(nèi)存)和RRAM(可變電阻式內(nèi)存)，在物聯(lián)網(wǎng)與智能應(yīng)用的推動(dòng)下，開(kāi)始找到利基市場(chǎng)。

2017年5月，臺(tái)積電技術(shù)長(zhǎng)孫元成首次在其技術(shù)論壇上，由發(fā)表了自行研發(fā)多年的eMRAM(嵌入式磁阻式隨機(jī)存取內(nèi)存)和eRRAM(嵌入式電阻式內(nèi)存)技術(shù)，分別預(yù)定在2018和2019年進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn)， 且將采用先進(jìn)的22奈米制程。

研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的目標(biāo)很清楚，就是要達(dá)成更高的效能、更低的電耗，以及更小的體積，以滿足未來(lái)智能化與萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)的全方面運(yùn)算需求。 目前包含三星與英特爾都在研發(fā)相關(guān)的產(chǎn)品與制程技術(shù)。

嵌入式內(nèi)存制程是在晶圓層級(jí)中，由晶圓代工廠把邏輯IC與內(nèi)存芯片整合在同一顆芯片中。 這樣的設(shè)計(jì)不僅可以達(dá)成最佳的傳輸性能，同時(shí)也縮小了芯片的體積，透過(guò)一個(gè)芯片就達(dá)成了運(yùn)算與儲(chǔ)存的功能，而這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)裝置經(jīng)常需要數(shù)據(jù)運(yùn)算與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存來(lái)說(shuō)，非常有吸引力。

以臺(tái)積電為例，他們的主要市場(chǎng)便是鎖定物聯(lián)網(wǎng)、高性能運(yùn)算與汽車電子等。

不過(guò)，目前主流的閃存因?yàn)椴呻姾蓛?chǔ)存為其數(shù)據(jù)寫(xiě)入的基礎(chǔ)，因此其耐用度與可靠度在20nm以下，就會(huì)出現(xiàn)大幅的衰退，因此就不適合用在先進(jìn)制程的SoC設(shè)計(jì)里。 雖然可以透過(guò)軟件糾錯(cuò)和算法校正，但這些技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)中轉(zhuǎn)換并不容易。 所以結(jié)構(gòu)更適合微縮的次世代內(nèi)存就成為先進(jìn)SoC設(shè)計(jì)的主流。