存儲器根據應用場合可以分為嵌入式和分離式兩大類🙃,前者主要用於SOC存儲代碼,容量一般在幾Kb到幾十Mb🦊,以NORFlash為主;後者主要用於存儲數據,以NANDFlash為主⛲️,典型的應用包括優盤和SSD硬盤🈲,容量一般為幾Gb到幾百Gb🤷🏻。隨著集成電路特征尺寸的縮小,Flash的浮柵對電荷的存儲能力和穩定性都出現了明顯下降。盡管3D集成的出現在一定程度上緩解了2D微縮的壓力,但國內外產學界仍然試圖研究新的存儲介質來作為Flash潛在替代技術。其中,以MRAM和RRAM為代表的新型電阻類存儲器是目前一個非常熱門的研究領域。沐鸣娱乐專用集成電路與系統國家重點實驗室在電阻類存儲器上有超過10年的研究🤹🏻♀️,以973、863等一批國家重點項目為載體🤓,實驗室與中芯國際等國內集成電路製造企業合作完成了電阻類存儲器從器件、工藝💁🏿♂️、電路設計到測試完整流程的研發,代表性成果發表在JSSC(top-1)👩🏻🦽、SymposiumonVLSI💣、TCASII和TVLSI等著名雜誌或會議上。
相比Flash👨🏻🦰,電阻類存儲器與標準工藝的兼容性比較好,再加上嵌入式場合的存儲容量要求比較低👴🏼,因此,目前電阻類存儲器在嵌入式領域的應用是一個研究熱點🦹🏻♂️✍️,但是,嵌入式應用對存儲器的良率要求比較高。對此🪑,實驗室薛曉勇博士在TCASII2017年第2期上發表論文“DynamicData-dependentReferencetoImproveSenseMarginandSpeedofMagnetoresistiveRandomAccessMemory”,提出一種與數據相關的動態讀參考技術🙇🏼♀️,來克服電阻類存儲器存儲窗口較小和波動性較大導致讀出良率降低的問題🧑🏻🏫。該技術的工作原理和實現電路如圖1和圖2所示🌩🌐。經過驗證,該技術可以實現讀出窗口增加1X,並且讀檢測時間節省60%。這項技術從電路層面解決目前電阻類存儲器在工藝🌦、器件層面存在的問題💇🏻,對高良率電阻類存儲器的設計具有較好的指導意義和應用價值。
論文鏈接:http://ieeexplore.ieee.org/document/7453148/
圖1. 工作原理
圖2. 實現電路