<tr id="oksc4"><xmp id="oksc4"><tt id="oksc4"><wbr id="oksc4"></wbr></tt>
<rt id="oksc4"></rt>
<acronym id="oksc4"></acronym>
<menu id="oksc4"></menu>

首頁 > 專訪 > 行業觀察
[導讀]摩爾定律已經趨緩,現在的增長每年只有幾個百分點,所以芯片計算系統的性能也不再能延續過去30多年內的高速增長。工藝節點的突破之外,還可以在整體計算架構上來想辦法。很多新的概念被提了出來,其中有一種思路就是提高存儲器與計算芯片之間的數據交換效率,甚至做到存儲內計算芯片--即存算一體化。

摩爾定律已經趨緩,現在的增長每年只有幾個百分點,所以芯片計算系統的性能也不再能延續過去30多年內的高速增長。工藝節點的突破之外,還可以在整體計算架構上來想辦法。很多新的概念被提了出來,其中有一種思路就是提高存儲器與計算芯片之間的數據交換效率,甚至做到存儲內計算芯片--即存算一體化。

image1_copy.jpg

(圖片來源:應用材料公司)

但其實所謂的新型存儲器,譬如ReRAM、PCRAM和MRAM等等,早就面世很多年,優勢也都被大家所認可。遲遲沒有大范圍出貨的原因就在于生產方面面臨著諸多獨特的挑戰:譬如材料種類多、處理工藝復雜、需要多層沉積、原子級精準控制等。

近日,應用材料公司宣布正式發布其專門針對新型存儲器材料量產的Endura® CloverTM PVD 和ImpulseTM PVD 系統。應用材料中國公司首席技術官趙甘鳴博士和全球產品經理周春明博士為大家解釋了如何通過新產品和新劇本來推動PPAC(性能performance、功耗power、面積成本area-cost)的提升。

新型存儲器提高計算效率

不論是在邊緣側還是在云端,存儲器的性能在整個計算系統里面常常會是短板。據周春明博士介紹,“萬物互聯、工業4.0”等就造成數據爆炸式增長,去年(2018)機器產生的數據超過了人類產生的數據,這是歷史上第一次。未來到2022年,機器產生的數據可能就是人類數據的9倍之多。所有產生的數據都要從終端、從邊緣,然后通過各層傳輸、計算,然后再到云端、到大數據中心,再計算、再返回到終端,整個過程都需要更強大的計算能力的支持。

為了提升系統計算效能,在摩爾定律放緩的情況下,我們可以看到新型存儲器已經成為了一種提升系統整體算力的途徑。在邊緣端正在發生的趨勢是采用MRAM來取代全部的閃存和一部分SRAM;在云端的演變趨勢是采用PCRAM/ReRAM來取代一部分的DRAM和SSD/HDD。

image2.png

(圖片來源:應用材料公司)

MRAM即磁性隨機存取存儲器,它不占用“硅”的面積,可以直接嵌入到邏輯電路中。同時它可以做的非常小——一個晶體管一個存儲單元。PCRAM即相變隨機存取存儲器,ReRAM即電阻隨機存取存儲器。這兩類存儲器可跟NAND一樣實現3D的架構,因此存儲密度的提升很容易實現,可以降低成本,所以在云計算、大數據中心應用中很有價值。

image3_copy.jpg

(圖片來源:應用材料公司)

邊緣端大多為電池供電,對于功耗極其敏感。MRAM相比eFlash+SRAM在功耗方面可以低很多,因為它是一個非易失性存儲,所以在待機時候并不會像SRAM一樣產生漏電流;并且MRAM的存儲密度也相對較高,價格相對便宜,但是讀取的速度比SRAM會稍差一些。云端應用中PCRAM/ReRAM的讀寫速度比NAND要快的多,而成本上比DRAM更低。在同樣一個數據中心中實現相似性能可以節約大概4成的成本。

Endura系統加速新型存儲器量產

新型存儲器的優勢明顯,但是在生產上面臨著特殊的挑戰。周春明博士表示,MRAM架構看起來只要跟一個晶體管整合那么簡單,但是存儲單元需要10種材料超過30層的沉積——需要在亞原子級進行沉積,實現精準地薄膜層。

image4.png

(圖片來源:應用材料公司)

Endura® CloverTM MRAM PVD平臺就是業內首款,專門針對大規模量產的生產級MRAM平臺。這是一個集成式相當高的平臺,可以在真空條件下執行多個工藝步驟,完整地將MRAM制造所需的10種材料和30多層進行一站式的堆積。

image5_copy.jpg

(圖片來源:應用材料公司)

據悉,Endura的核心技術就是Clover PVD,一個腔室可以實現5種材料處理,在亞原子級別實現薄膜沉積。而且應用材料公司提供的氧化鎂技術采用的是陶瓷濺射的方式,因此具有更高的薄膜紋理和界面,在性能方面相比其它氧化鎂系統更為強大,而且在耐久度方面是其它氧化鎂系統的100倍以上。

image6_copy.jpg

(圖片來源:應用材料公司)

除了通過PVD進行沉積外,在不同的步驟之間還有加熱和冷卻的處理過程來實現材料改性。Endura® CloverTM MRAM PVD平臺內還有專門的用于加熱和冷卻的艙室,進行350度以上的退火和零下120度的冷卻處理。周春明博士稱:“我們現在控制的已經不是材料本身,而是在材料結構、界面、晶型進行匹配,所有這些因素都要串在一起才可以真正實現我們所說的低功耗、高性能的MRAM的設備。”

image7.png

(圖片來源:應用材料公司)

而在PCRAM和ReRAM方面,如上圖所示,PCRAM和ReRAM是一個多層的結構,雖然沒有像MRAM一樣有30多層的沉積,但是材料都非常特殊。這些特殊材料需要做到精準沉積,成分均勻。應用材料公司的Endura® ImpulseTM PVD平臺即是專門針對PCRAM和ReRAM的大規模量產推出的高集成化解決方案。集成式材料解決方案可在真空條件下實現所需的PCRAM和ReRAM薄膜的精確沉積,對復合薄膜進行 嚴格的成分控制有助于實現最佳的器件性能,通過實現出色的薄膜厚度、均勻性和界面控制,從而促進產量提升。

image8_copy.jpg

(圖片來源:應用材料公司)

應用材料公司提供的沉積方案的優勢在于其整個過程都是在完全真空的高度集成化的環境中完成的,但因為沉積步驟很多,任何一步如果不能達到要求,那么后面所有的步驟都會受到影響。如何保證每一步的沉積都能達到要求呢?這就要提到其專門的機載計量技術。據稱這是業界唯一具有 1/100 納米分辨率的機載計量技術,可以在真空的條件下實時監測沉積過程中的關鍵參數,針對檢測結果隨時給出反饋。

image9_copy.jpg

(圖片來源:應用材料公司)

新型存儲器其實已經討論了多年,但是受限于生產的獨特挑戰,一直沒有大規模商用的機會。此次應用材料公司推出的Endura Clover 和Impulse PVD 系統,通過高度集成的設計,可以在一個平臺上就實現精準地沉積,掃除了新型存儲器在大規模量產上的障礙。相信在未來的幾年的時間內,借助新型存儲器的普及,計算系統算力和效能可以得到進一步的提升。

image10.png

(圖片來源:應用材料公司)

換一批

延伸閱讀

[行業觀察] 新型存儲器大規模量產在即,一臺Endura系統搞定30層原子薄膜沉積

新型存儲器大規模量產在即,一臺Endura系統搞定30層原子薄膜沉積

摩爾定律已經趨緩,現在的增長每年只有幾個百分點,所以芯片計算系統的性能也不再能延續過去30多年內的高速增長。工藝節點的突破之外,還可以在整體計算架構上來想辦法。很多新的概念被提了出來,其中有一種思路就是提高存儲器與計算芯片之間的數據交換效率......

關鍵字:新型存儲器 Endura系統 應用材料 MRAM

[智能硬件] 能耗遠低于 DRAM,英特爾已悄悄在產品中采用MRAM技術?

能耗遠低于 DRAM,英特爾已悄悄在產品中采用MRAM技術?

英特爾曾表示其嵌入式 MRAM 技術可在200℃下實現長達 10 年的記憶期,并可在超過 106 個開關周期內實現持久性。并且英特爾在其 22 FFL 工藝中,描述 STT-MRAM (基于 MRAM 的自旋轉移力矩) 非易失性存儲的關鍵特......

關鍵字:DRAM 英特爾 MRAM技術

[智能硬件] 聯電與Avalanche合作開發28nm MRAM存儲芯片

聯電與Avalanche合作開發28nm MRAM存儲芯片

UMC臺聯電也給自家的28nm找到了新的領域,他們宣布與美國Avalanche公司合作研發28nm工藝的MRAM存儲芯片。......

關鍵字:28nm 存儲芯片 MRAM

[模擬技術] 應用材料公司Producer平臺出貨量高達5000臺

應用材料公司Producer平臺出貨量高達5000臺

近日,應用材料公司慶祝Producer®平臺誕生20周年,出貨量達到5,000臺。該平臺用于制造全球幾乎所有的芯片。 ......

關鍵字:應用材料公司 晶圓 Producer平臺

[大數據] 應用材料公司取得突破性進展,大幅提升大數據和人工智能時代的芯片性能

應用材料公司取得突破性進展,大幅提升大數據和人工智能時代的芯片性能

應用材料公司日前宣布其在材料工程方面取得重大突破,該技術可大幅提升大數據和人工智能時代的芯片性能。 ......

關鍵字:大數據 人工智能 應用材料公司

[廠商動態] 應用材料公司榮獲英特爾公司首選優質供應商獎

應用材料公司榮獲英特爾公司首選優質供應商獎

應用材料公司榮獲英特爾公司頒發的2017年首選優質供應商獎(Preferred Quality Supplier, PQS)。該獎項旨在表彰諸如應用材料公司等創造非凡績效且持續追求卓越精神的供應商。......

關鍵字:應用材料 英特爾 首選優質供應商獎

[新鮮事] MRAM技術的硬盤容量只有1-2GB,但150萬IOPS隨機性能炸裂

MRAM技術的硬盤容量只有1-2GB,但150萬IOPS隨機性能炸裂

在新一代存儲芯片技術中,MRAM被業界看好,因為它同時具備SRAM的快速及非易失性閃存的特點,只不過目前的MRAM閃存大部分還處在研發階段,并沒有真正上市。......

關鍵字:MRAM技術 硬盤 容量

[技術專訪] 挑戰芯片尖端工藝,應用材料公司三款利器齊把舵

挑戰芯片尖端工藝,應用材料公司三款利器齊把舵

近年來,半導體芯片工藝逐漸向10nm以下邁進,晶圓廠和封測廠都在積極擴張。“工欲善其事,必先利其器”,應用材料公司作為全球最大的半導體設備供應商,為了迎接下一波工藝發展的潮流以及推動半導體產業的......

關鍵字:芯片 應用材料公司

[半導體] 應用材料公司先進金屬化系統獲得市場熱烈反響

應用材料公司先進金屬化系統獲得市場熱烈反響

21ic訊,應用材料公司今天宣布其Tempo金屬化系統獲得國際領先的太陽能電池和組件制造商的大量采用,并已用于生產各類高效電池。作為下一代的絲網印刷設備,Tempo系統旨在為電池生產商提供低擁有成本的先進高產量解決......

關鍵字:應用材料公司 金屬化系統

[模擬技術] 應用材料推出面向3D設備的高性能原子層沉積(ALD)技術

應用材料推出面向3D設備的高性能原子層沉積(ALD)技術

21ic訊—2015年7月13日消息,應用材料公司今天宣布推出全新的Olympia&trade;原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)系統。該系統采用獨特的模塊化架構,為先進3D內存和邏輯......

關鍵字:應用材料 ALD技術

我 要 評 論

網友評論

技術子站

更多

項目外包

更多

推薦博客

91在线观看国产精品