只使用1个晶体管!揭秘SRAM最新突破

SSDFans 2020-01-11 00:11


我们不得不面对一个现实——我们对SRAM上瘾了。SRAM面积大,很耗电,但是速度快。不管我们怎么抱怨,我们仍然在使用它,因为目前为止还没有更好的主流方案来替代SRAM。

我们已经尝试改进传统的SRAM,看到了可能会取代SRAM的完全不同的内存技术,比如RRAM和MRAM。几年前,我们尝试用传统的晶体管来创造一种新的SRAM技术——清楚来讲,传统SRAM使用六个晶体管结构(6T-SRAM),而新SRAM只用单个晶体管结构(1T-SRAM),外加可能需要的一个选择晶体管。

这家公司就是Zeno,他们甚至利用这个想法来为晶体管提供更大的驱动——这可能意味着人们可以更长久地坚持使用已有的老技术。但是,在这里至少有一个没有被证实的问题。

事情是这样的:原来的技术被证明是28纳米节点技术。它能被用于更小的节点吗?虽然Zeno认为这是可行的,但他们还没有进行实验来证明这一点。

事实证明,还有另一个恼人的问题(一个小细节有时候可以破坏一个伟大的新想法)。这项技术最初是用晶体管下的深埋型N阱(Buried N-Well)实现的,到目前为止这都不是一种标准CMOS制造工艺。虽然随着时间的推移工艺是有可能改变的,但这非常困难,最好这种改变能带来很好的回报。1T-SRAM就足以推动工艺的变化吗?也许吧,但我们要问的是另一个问题(也是Zeno问的那个问题):“真的有必要修改工艺吗?如果我们忽略深埋型N阱会发生什么?1T-SRAM还能工作吗?”

在今年的IEDM上,Zeno在讨论及提交的论文中就上述两个问题做出了回应。上述两个问题的答案都是肯定的。

下图显示了14nm工艺下的布局图,左边是一个6T的传统SRAM,右边是他们的1T版本。


他们还展示了在14纳米与原来的28纳米版本下的轮廓对比图。注意FinFET的使用和右侧的深埋型N阱的缺失,此最新版本采用标准CMOS制造工艺。


他们展示的数据显示了数据被反复读取下的双稳态元素的稳定性,可以看到数据仍然存在,读取操作对数据没有破坏性。


在论文中他们给出了更多关于读写操作的细节。如果你有机会参加IEDM会议,寻找“A Bi-stable 1- /2-Transistor SRAM in 14 nm FinFET Technology for High Density / High Performance Embedded Applications”以获取更多细节。

原文链接:https://www.eejournal.com/2019/01/24/sticking-with-their-story-zeno-demonstrates-1t-sram-at-leading-nodes/


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