全球最小SRAM單元

SRAM是英文Static RAM的縮寫,它是一種具有靜止存取功能的記憶體,不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。目前全球最小的SRAM單元面積約為0.128平方微米。

簡介

東芝IBMAMD三家公司2008年12月16日舉行的2008國際電子設備會議上,共同宣布了這項成果共同宣布,他們已經使用High-K金屬柵極材料,合作開發出了全球最小的SRAM單元,基於FinFET鰭式場效應管結構,面積僅有0.128平方微米。

SRAM是英文StaticRAM的縮寫,它是一種具有靜止存取功能的記憶體,不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。不像DRAM記憶體那樣需要刷新電路,每隔一段時間,固定要對DRAM刷新充電一次,否則內部的數據即會消失,因此SRAM具有較高的性能,但是SRAM也有它的缺點,即它的集成度較低,相同容量的DRAM記憶體可以設計為較小的體積,但是SRAM卻需要很大的體積,所以在主機板上SRAM存儲器要占用一部分面積,在主機板上哪些是SRAM呢?
一種是置於CPU與主存間的高速快取,它有兩種規格:一種是固定在主機板上的高速快取(CacheMemory);另一種是插在卡槽上的COAST(CacheOnAStick)擴充用的高速快取,另外在CMOS晶片1468l8的電路里,它的內部也有較小容量的128位元組SRAM,存儲我們所設定的配置數據。還有為了加速CPU內部數據的傳送,自80486CPU起,在CPU的內部也設計有高速快取,故在PentiumCPU就有所謂的L1Cache(一級高速快取)和L2Cache(二級高速快取)的名詞,一般L1Cache是內建在CPU的內部,L2Cache是設計在CPU的外部,但是PentiumPro把L1和L2Cache同時設計在CPU的內部,故PentiumPro的體積較大。最新的PentiumII又把L2Cache移至CPU核心之外的黑盒子裡。SRAM顯然速度快,不需要刷新的*作,但是也有另外的缺點,就是價格高,體積大,所以在主機板上還不能作為用量較大的主存。

發展

2002年英特爾公司的研究人員宣布製造出全球最小的SRAM(StaticRandomAccessMemory--靜態隨機存儲晶片)存儲晶片單元,尺寸僅為1平方微米。這些單元是存儲晶片的基本模組,它們是使用英特爾下一代0.09微米(90納米)工藝製造的全功能SRAM設備的一部分。這一成果對於在2003年採用新型製造工藝具有里程碑式的意義。

此後,全球最小的SRAM單元面積約為0.274平方微米,而三家公司利用FinFET的立體結構優勢,將SRAM的體積縮減了一半以上,達到0.128平方微米。在通常的平面結構下,半導體廠商為縮小SRAM單元體積,往往採用調整摻雜成分的方式實現。但這種方式可能會影響SRAM工作的穩定性,而在採用22nm甚至更新製程時,問題會更加突出。FinFET立體結構於是應運而生,解決了擺在進一步提高SRAM元件密度道路上的一大障礙。
此次為製造出全球最小的FinFETSRAM,三家公司對製造工藝進行了精細的改進,採用了High-K金屬柵極技術,並對摻雜和去除工藝進行了調整。另外,他們還對未來若使用FinFET結構製造更小的SRAM效果進行了考察。根據他們的模擬,採用不摻雜FinFET結構製造的SRAM半導體特性偏差值改善了28%。而未來若使用22nm甚至更高工藝製造出面積為0.063平方微米的FinFETSRAM,在穩定性方面也將遠遠優於平面結構。

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