创造存储的无限机会——非易失性内存再进化

本文作者:admin       点击: 2006-11-09 00:00
前言:

摩尔定律伟大之处在于它总结并预言了半导体产业的发展规律,而当工艺技术步随摩尔定律进入深亚微米时代之后却发现,在现有的材料和技术的基础之上要维护这条定律的代价已经变得越来越“恐怖”。

具体到存储这个行业,一面是市场对非易失性存储器要求更快更可靠更大容量的增长的需求;一面却又是隐藏于产品身后呈指数增长的成本。当传统的CMOS技术在摩尔定律这条路越走越窄之时,厂商开始另辟蹊径开始关注新的技术和新的材料。MRAM、FRAM、PRAM相继被视为极具潜力的新秀存储技术,有些人甚至开始打起“通用型存储器”的主意。而作为目前应用最广的Flash,NOR架构与NAND架构泾渭分明、多年争战的局面也终被打破。

那么究竟这非易失性存储市场将会如何演变?3位新秀成员是否真具有“一统江湖”的能力?Flash市场究竟是怎么回事?本期特辑都将就此一一介绍。




谁会成为万能的“通用型存储器”?
一面是FLASH、DRAM等大行其道;一面是CMOS紧跟摩尔定律向更深亚微米阶段发展,在这样的情况之下,一个潜在的问题慢慢浮现,那就是存储技术的物理极限问题。随着工艺技术的演进,目前主导存储市场几十年的3种存储器技术——DRAM、EEPROM、SRAM将临近它们的基本物理极限,再继续发展都显得很艰难。DRAM电容变得异常的高和薄;为了延伸多晶到多晶介质,闪存必须选用高K值的材料;SRAM则随着工艺的演进开始面临信噪比和软故障率方面的挑战。新的设计尝试性价比都将越来越低,于是新的存储技术被关注。


成长强劲的NAND Flash产业
放眼带动便携式消费类电子市场起飞的关键,与全球NAND Flash产业近年不断的投资、扩大产能、技术提升、成本下降等综合因素密切相关。根据DRAMeXchange研究显示,到2007年底前,NAND Flash的产能将持续大幅成长,无论位输出或出货量都高于往年。


使用每单元4比特的NAND是不可能的任务吗?如今成真!
消费类电子设备领域在个人存储媒体上的渐增需求,不仅随着NAND闪存市场的增长而加速,如今更推动了新一代突破性技术的发展。本文介绍了msystems x4 NAND技术,证明以往长期以来认定无法于技术上有所突破的新一代每单元4比特NAND闪存,如今已能够加以运用。x4 NAND元件源自现有每单元2比特MLC NAND工艺,并可大幅提高制造闪存所能节省下的成本。


Spansion以MirrorBit架构改写闪存发展历程
同时致力于每单元4比特闪存技术的还有Spansion,所不同的是,奠基于MirrorBit架构之上,Spansion号称是首家有能力将此类产品成功“量产”的厂家;更让人眼睛一亮的是,Spansion用独有创新技术架构──MirrorBit,打破了Flash王国中,NAND与NOR原本壁垒分明的疆界。MirrorBit比传统浮动门技术具有高良品率和低成本架构的特性;因为它乃利用绝缘存储元件制造,所需要的关键制造步骤比浮动门技术少40%,从而可以带来更高的良品率,帮助生产厂商经济有效地制造出容量和性能更高的产品。


将磁性结构集成到标准CMOS工艺飞思卡尔让MRAM更上一层楼
一般而言,闪存的工作原理是借助将浮动多晶硅(浮动栅)覆盖在栅氧化物上,来保存位于其上的电荷。此时闪存位单元的编程需要一个高电压场,才能将电子的速度提高到足够快,以便电子能够克服硅物质和浮动栅之间的氧化物的能量障碍,使电子能够穿过氧化物,给浮动栅充电,而浮动栅又会改变位单元晶体管的电压阈值。