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存储器底层技术革新,中天弘宇如何突破闪存技术发展瓶颈?

来源:爱集微

#中天弘宇#

08-24 17:30

集微网消息,“古有云,穷则思变,变则通。”中天弘宇董事长张佳在该公司首款产品——90nm BCD工艺平台上的MTP IP发布会上如是说。

据张佳介绍,中天弘宇经历了两年多的时间,探索出了以“二次电子倍增注入浮栅”技术为导向的原创存储技术思路,这是继“隧穿技术”、“热电子注入技术”后,世界范围内第三个0和1形成方式。

中天弘宇董事长张佳

“二次电子倍增注入浮栅技术,是一项前所未有的创新实践,需要积聚全行业集体智慧、协同发展。”张佳说,“我们像刚破土而出的幼苗,需要阳光雨露,需要万物滋养,我们需要方方面面的支持,需要时时刻刻的关心。但我们也会努力生根发芽、茁壮成长,励精图治去创新出更多更好的存储器产品,为市场提供更新更优的集成电路解决方案,用最大的诚意争创最好的属于中国的存储器品牌。”

底层技术革新

众所周知,包括计算机、手机在内的所有信息系统都采用二进制形式存储,中天弘宇在探寻底层技术革新的道路上同样也绕不开这一路径,但该公司在原理和结构上做出了两个创新。

中天弘宇首席技术官聂虹指出,在原理创新上,中天弘宇由传统的“热电子注入”(CHE)升级成为了“二次电子倍增注入浮栅”。具体而言,就是将传统的存储单元源极浮空,以避免穿通效应的发生。在第一次加入电压时,电子会纵向形成第一次移动,在电子撞击侧壁以后又会形成二次电子,二次电子将以倍增的速度快速在沟道中穿过,并在浮栅上聚集。简言之,就是 “二次电子倍增注入浮栅”的编程机理突破了先进节点短沟道穿通的限制。

另外,在结构创新上,中天弘宇首创的折叠栅结构能够将控制栅通过折叠嵌入到P型衬底内部,以兼容标准的逻辑制程。

据聂虹透露,目前中天弘宇已经在日本、美国、韩国和中国等地区申请了50多件核心专利,以形成专利保护。通过原理和结构的底层技术创新,来保证自身的核心竞争力。

“截止到目前,我国在存储领域的原理级核心技术专利几乎为0,中天弘宇的这次突破也意味着我国拥有了全球首创的非易失性存储技术,拥有了存储芯片领域原创的发明专利,并解决了短沟道穿通的世界性难题。”聂虹如是说。

据介绍,中天弘宇这次对于闪存存储的重构,突破了20多年来阻碍闪存存储技术缩微扩容发展的瓶颈,使得其在同样的工艺条件下,可以做到大容量、小面积、低功耗,且有效的解决大规模数据存储、运行一体化的技术性难题,为人工智能、AI、新型FPGA等发展,提供可靠、高效的存储技术解决方案。

产品规划方面,聂虹指出,公司完整地规划了嵌入式、独立式到完整应用领域的系列产品,将按规划、分步骤地进行产业化应用。

在嵌入式闪存(eFlash)领域,中天弘宇将充分运用“二次电子倍增注入浮栅“的原理,加上独特的折叠栅结构,在完全具备现有eFlash的特性的同时,具有更小的面积、更低的功耗等突出优势。目前该路径已经实现了110nm和90nm流片,28nm研发和流片也在持续推进中。

在独立式闪存领域,中天弘宇的产品是基于该公司独创原理设计的,完全具有现有NOR Flash功能的存储器,且具有低功耗和大容量优势。在现有工艺技术条件下量产,产品具有功耗低、面积小的优势。

据张佳透露,中天弘宇第一代55nm独立式闪存即将下线,投入量产,这意味着中天弘宇首先将踏入一个40亿美元的产品市场。另外,第二代产品研发也已经开始,这将会带来一款更高性能、更低功耗、更大容量的存储器产品,面对的市场将超过100亿美元。

“可以预见,自主原创、性能优异的体系化存储器产品,会不断呈现在这个世界。”张佳如是说。

热门应用切入

本次发布会上,中天弘宇发布的首款90nm BCD工艺平台上的MTP IP选择从电源管理芯片(Power Management Integrated Circuits)打开局面,因为无论是从市场体量、时机,还是工艺成熟度、产能情况等因素来看,PMIC都是中天弘宇首款产品最佳的切入点。

根据前瞻产业研究院的统计和预测,全球电源管理芯片市场规模从2015年的191亿美元增长到2018年的250亿美元。2019年仍保持着高速增长,其中以中国大陆为主的亚太地区是未来最大增长区域市场。预计到2026年全球市场规模将达到565亿美元,2018-2026 期间年复合增长率(CAGR)为10.69%。

无线通信、消费电子、IoT设备、5G和新能源电动车等热门应用都对电源管理和功率器件有强劲的需求,但也提出了更高的要求。电源管理器件和模块不但要做到更小尺寸和更高功率密度、符合EMI辐射和安全隔离标准规范,而且还要达到低静态电流、低噪声和高精度的性能。

具体到产品类别,5G 手机、5G 基站、TWS 无线耳机、无线/快充充电器、电池供电的 IoT 设备,以及电动车和充电桩等将是电源管理器件的主要驱动力。这一切,充分说明中天弘宇的先进存储技术的推广运用有广阔的市场前景。

据聂虹介绍,中天弘宇本次推出的 90nm BCD 工艺平台上的MTP具有以下突出的优势:

· 面积小:比对市场同类MTP,面积缩减三分之一左右;

· 功耗低:比对市场同类MTP,功耗减少50%左右;

· 速度快:在读取速度、写入速度和擦除速度上,有显著的速度优势;

· 工作电压低;

· 编程电流小;

· 兼容传统的CMOS工艺平台。

世界集成电路制造已进入12英寸时代,因此,存储技术的有效适配性面临诸多挑战,同时给中天弘宇先进存储技术带来机遇。处理器、控制器以及各种SOC系统,需要更大容量、更高性能的存储技术配套,这为中天弘宇先进存储技术在先进制成上研发和突破,增添动力。

责编: 爱集微

Oliver

作者

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邮箱:wanglf@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体制造、芯片设计、物联网等领域。微信:Oliver24-

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