三星发布8G相变存储芯片工艺达20nm

三星在新型PCM相变存储领域的研究试图和IBM一较高下,PCM作为下一代存储的热门领域,有望取代目前普遍应用的闪存。今年7月份IBM展示的 90nm制程工艺的PCM芯片,比闪存快约100倍。而近日三星宣布将在明年发布的8G相变存储芯片,制程工艺则更进一步达到20nm。

三星PCM

据了解,三星公司将在明年2月举行的2012年国际固态电路会议(ISSCC)上发布20nm的PCM相变存储芯片元件,相比于今年2月发布的PCM芯片,制程工艺从58nm提升到了20nm,而且大小从1G增大到8G。

ISSCC 2012

作为芯片设计界的“奥运会”,ISSCC大会往往汇集了芯片设计的最前沿科技,2012年的ISSCC将在2月19日至23日在旧金山举行,本次大会收录的 202篇论文中,亚洲地区占了73篇(36%),美洲占了68篇(34%),这也是ISSCC大会举办59届以来,来自亚洲的论文数量首次超过美洲。本次 ISSCC 2012的会议主题是“Silicon Systems for Sustainability(以可持续性为目标的硅系统)”。CPU内存等芯片都属于这一范畴。

PCM样品

PCM相变存储,作为有望取代闪存成为下一代存储产品的技术,IBM、三星、英特尔等知名企业都有研究。PCM相变存储技术是在1966年由 Stanford Ovshinsky 提出的,1999年以来英特尔三星相继开始各自的PCM研究,而IBM对于PCM的研究消息是在2005年传出的。

相变存储技术的原理,是利用材料(由各种不同元素组成的合金)从低电阻值的结晶态转变到高电阻值的非结晶态中电阻值的变化来存储数据字节在一个PCM单元中,相变材料被放在上下两个电极之间。

PCM原理

科学家可以通过施加不同电压或不同强度的电流脉冲来控制相变。这些电压或脉冲会加热材料,当达到不同的温度阈值时,材料会从结晶态变为非结晶态或者相反。

PCM芯片

2005年5月,IBM正式宣布和Infineon、Macronix共同研发PCM技术,旨在取代闪存技术。2011年6月底,IBM研究人员在苏黎世展示了PCM的重大突破:多位封装。

IBM PCM

IBM完成的一颗多位PCM试验芯片,采用90nmCMOS工艺制造,可比闪存技术快100倍,断电时,其仍拥有高超的存储能力,也不会造成数据丢失;而且,PCM能耐受1亿次写循环,而目前企业级闪存能耐受3万次写循环,消费级闪存仅为3000次。

PCM样品

三星对于PCM技术的研究要早于IBM,在2005年,IBM正式宣布研究PCM时,三星就宣布计划在智能手机上使用PCM存储芯片,而在2010年的时候,就生产出来65nm制程的512M大小的PCM样品。

2011年的ISSCC大会上发布的PCM样品则是达到1G大小,制程工艺则是提高到58nm。比之于IBM的90nm制程工艺优势明显。