在“VLSI Symposium on Technology”首日舉行的自由發表會“Will Emerging Non-Volatile Memories Finally Emerge?”(新型非易失性存儲器終會實現嗎?)上,東芝、韓國三星電子、韓國海力士半導體(Hynix Semiconductor)、美國美光科技(Micron Technology)以及台灣台積電(TSMC)等大型半導體廠商的負責人紛紛登台,對非易失性存儲器技術的未來進行了展望。

以下為各公司演講內容的概要。

■東芝(仁田山晃寬)

半導體存儲器市場可分為數據存儲器、代碼存儲器和工作存儲器三部分,而滿足所有這些用途的通用存儲器並不存在。就東芝的主力業務NAND閃存而言,盡量延長現有浮游柵的壽命是基本方針。但1Xnm之後的技術工藝或許需要實現三維化。後NAND閃存就是三維NAND閃存。為了能夠隨時替換浮游柵,必須提前準備好三維NAND閃存。  在三維NAND閃存中,存儲器單元面積、製造工藝的簡潔性以及抗干擾性等方面最為出色的當屬我們研發的“BiCS”。如果採用該項技術,可用單枚芯片實現1Tbit等大容量。雖有觀點指出,BiCS在通道中採用了多晶矽,因此閾值電壓容易出現偏差,但我們確信可以克服這個問題。  BiCS需要在貫通孔中進行氮化膜和多晶矽成膜,因此水平方向的尺寸縮小存在極限。為此,要想降低bit成本,就需要增加存儲器單元垂直方向的積層數。我認為可以積層20多層。  關於光刻技術,現有的ArF光刻將在1Xnm之後的技術工藝中遭遇極限。因此,1Xnm以後的某個階段均需要導入EUV光刻。


■三星電子(G.Jeong)  

新型非易失性存儲器要求具備針對10nm以後技術工藝的可擴展性。我們認為,PRAM(相變存儲器)可微細化至7nm前後,ReRAM(可變電阻式存儲器)可微細化至5nm前後,STT-MRAM(自旋注入式磁化反轉型磁存儲器)可微細化至20nm以後。從成本來看,可替代NAND閃存的是ReRAM,可替代NOR閃存和DRAM的是PRAM和MRAM。

我們已從2010年開始了PRAM的量產,現已達到了可替代NOR閃存的階段。今後要想替代DRAM,就需要提高擦寫次數。STT-MRAM可用於替代工作存儲器和混載閃存。我們認為,2013年前後市場上將出現64Mbit以上的產品。STT-MRAM今後需要微細化至1Xnm以後,確保熱穩定性和特性均勻性等將成為其課題。ReRAM則需要改進存儲器單元的選 ​​擇元件、確立三維積層技術和提高量產效率等。


■海力士半導體(J. Roh)  

在現有的存儲器中,尤其是DRAM要微細化至20nm以後是非常難的。原因是無法確保所需電容器容量的空間。關於這一點,尚未有明確的技術解決方案。  

在我們全力開發的新型非易失性存儲器中,包括ReRAM和STT-MRAM。其中,STT-MRAM存在改善佈局効率、削減開關電流和確立蝕刻方法等課題。我個人希望繼續推進開發,以使這種新型非易失性存儲器在5年內實現量產。


■美光科技(J. Zahurak)  

NAND閃存和DRAM在今後5年內都不會被其他存儲器所替代。NAND閃存可通過三維化進一步增大容量。DRAM可通過4F2(F為設計規則)單元和TSV(矽貫通孔)來維持進步。


■台積電(L.Tran)  

作為可在邏輯LSI上混載的新型非易失性存儲器,MRAM和ReRAM等備受關注。不過,在今後2~5年內,這些存儲器將只限於低容量的補缺性用途。將來,混載MRAM有可能會替代中速SRAM緩存。關於帶有垂直磁化型存儲元件的MRAM,驗證針對10nm以後的可擴展性是其課題。

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