HP實(shí)驗(yàn)室展示集CMOS電路與憶阻器3D芯片

時(shí)間：2008-12-04 00:47:07

關(guān)鍵字：電路 CMOS 憶阻器 HP

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[導(dǎo)讀]據(jù)電子工程專輯報(bào)道，惠普實(shí)驗(yàn)室(HP Labs)日前在加州柏克萊(Berkeley)舉行的一場(chǎng)研討會(huì)上，介紹了該機(jī)構(gòu)正在研發(fā)中的首款3D憶阻器(memristor)芯片原型。該原型是惠普研究人員Qiangfei Xia將憶阻器縱橫栓(crossbar)內(nèi)

據(jù)電子工程專輯報(bào)道，惠普實(shí)驗(yàn)室(HP Labs)日前在加州柏克萊(Berkeley)舉行的一場(chǎng)研討會(huì)上，介紹了該機(jī)構(gòu)正在研發(fā)中的首款3D憶阻器(memristor)芯片原型。該原型是惠普研究人員Qiangfei Xia將憶阻器縱橫栓(crossbar)內(nèi)存細(xì)胞堆棧在一顆CMOS邏輯芯片上而成。

“Xia是利用壓印微影技術(shù)，將憶阻器縱橫閂置放在CMOS邏輯電路上。”發(fā)明憶阻內(nèi)存(memristive memory)技術(shù)的惠普實(shí)驗(yàn)室院士Stan Williams表示：“他創(chuàng)造了一種結(jié)合晶體管與憶阻器的混合電路。”Williams與他在惠普的同事Greg Snider曾經(jīng)發(fā)表過一種FPGA，其結(jié)構(gòu)位在憶阻器縱橫閂中的位置，是在CMOS晶體管上方。

憶阻器縱橫閂包含位于兩個(gè)垂直金屬線數(shù)組之間的兩個(gè)二氧化鈦層，一個(gè)二氧化鈦層摻雜了氧孔洞，使其成為半導(dǎo)體；而另一個(gè)相鄰的層則沒有慘雜，讓它維持絕緣體的自然狀態(tài)。

當(dāng)同時(shí)在頂部與底部的某個(gè)二氧化鈦層縱橫閂在線通電，縱橫閂接面就被尋址，氧孔洞則會(huì)由摻雜層漂移至非慘雜層，使憶阻器縱橫閂導(dǎo)電，并讓內(nèi)存位開啟。而只要改變電流的方向，該內(nèi)存位又會(huì)呈現(xiàn)關(guān)閉，而屆時(shí)氧孔洞又回移回?fù)诫s層。

Williams表示，惠普實(shí)驗(yàn)室的憶阻器FPGA展示了CMOS晶圓廠如何能以3D形式整合憶阻器與晶體管電路。

在該場(chǎng)研討會(huì)上，Snider還發(fā)表了將憶阻器做為一個(gè)神經(jīng)元運(yùn)算架構(gòu)突觸(synapses)的設(shè)計(jì)；他指出，憶阻器縱橫閂目前是唯一夠密集、能模擬人腦的技術(shù)。而惠普實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的縱橫閂，號(hào)稱比人類大腦皮層突觸還密集十倍。

透過將縱橫閂堆棧在CMOS邏輯芯片上，可變電組可模仿神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)突觸的學(xué)習(xí)功能。目前惠普實(shí)驗(yàn)室與波士頓大學(xué)(Boston University)正在合作，試圖利用憶阻器開發(fā)首個(gè)人造神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。