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모든 종류에 대한 메모리는 매일 발생되어 새로운 정보에 대한 맹공격을 취급하기 위해 수요가 더 큰 능력, 낮은 비용, 더 빠른 속도와 더 낮은 전력동안 증가하자 압력을 직면하고 있습니다. 그것이 잘 확립되어 있는 기억 영역형이든, 노벨의 접근법, 계속되고 있는 작업이 요구되든지 스케일링 전진을 계속 기억에 대한 우리의 필요로서 둔지 가속 페이스로 성장합니다.

"데이터가 이 세상의 신경제라고 " 최근 IEDM 회의에 있는 완전한 프레젠테이션에서 마이크론에 있는 기술 개발의 선임부사장인 나가 찬드라세카란이 말했습니다.

찬드라세카란은 데이터의 폭발을 설명하는 약간의 예를 제공했습니다. 홀로 의료 서비스를 위해, 산업은 2013년, 아마 2020년에서 15 번까지 성장한 수에 자료의 153 엑사바이트를 발생시켰습니다. 또한 사용에서 100억 모바일 장치가 있으며, 그것의 각각이 새로운 자료 집합을 발생하고 저장하고, 공유하고 유출시킬 것입니다. 세계적 스케일에, 매일 발생되는 전체 데이터량은 어딘가에 2.5 백만의 3제곱 바이트의 명령에 있고 수가 빨리 상승하고 있습니다.

자료의 이 물결은 2020년에 칩 산업의 성장 뒤에 있는 큰 드라이버였습니다. 세미의 이번 주 산업 전략 토론회에, 분석가들은 수가 전국적 유행병으로 인해 탱크처럼 움직인다는 기대에도 불구하고 계속되고 있는 칩 산업 성장에서 큰 놀라움 중 하나로서 그것을 지시했습니다.

"메모리가 중요한 요소였다"고 IDC에 있는 구현 기술과 반도체를 위한 프로그램 부회장인 마리오 모랄레스가 말했습니다. "메모리는 10.8% 성장했습니다. 그러나 NAND는 30% 이상 성장했습니다."

이 모든 데이터는 그것의 수명 전체에 걸쳐 메모리를 요구하고 IEDM 프레젠테이션이 메모리의 3 카테고리에 대한 3가지 주요 관심을 준비했습니다 : DRAM과 낸드 플래쉬와 유망 기술.

DRAM 스케일링 도전
DRAM은 대부분의 솔루션의 주요 요소로 남아 있습니다. 그것은 증명된, 값이 싼 그리고 일반적으로 믿을 만합니다. 그러나 그것은 또한 결코 완벽하지 않습니다. IEDM에 강조된 3 쟁점은 로해머와 센스 마진과 게이트 적층을 상대합니다.

"계속되고 있는 옆 크기 조정과 DRAM 장치 측에, 우리가, 워드선이 계속해서 다루어지 [말하자면, 그것이 칩니다] 때, 요금이 인터페이스에 트랩 사이트 내에 축적되는 경향이 있는 넓게 알려진 현상인 가로행 망치로 도전에 직면하고 있다"고 마이크론의 찬드라세카란이 말했습니다. 그 후에, 이러한 요금이 드리프트 확산 때문에, 공개될 때, 그들은 인접한 비트로 이동하고, 전하 이득의 결과가 됩니다. 이것은 데이터 손실 메커니즘을 야기시킬 수 있고, 보안 위협 요소일 수 있습니다."

바람에 날리 요금은 천천히 주위 셀의 내용을 방해합니다 - 각각 접근과 약간. 신속한 계승에서 충분한 시간 뒤에, 희생자 세포는 다음 리프레쉬 주기에 앞서서 그들의 국가를 잃을 수 있습니다.

팔에 있는 구별된 엔지니어인 웬디 엘새서가 동의했습니다. "가로행 망치가 중요한 보안 문제로 남아 있고 그것이 약간이 어떻게 기억의 안전한 지역 안으로 접근을 얻기 위해 튀길 수 있는지에 대한 다수 신문에서 증명되었다"고 그녀는 말했습니다.

이것은 새로운 문제가 아니지만, 그러나 기본 문제가 각각 세대로 악화되고 있습니다. "우리가 평면 크기 조정과 DRAM을 평가한 것처럼, 인접하는 세포 효과가 가까운 이웃 세포 효과가 될 수 있고 더 많은 셀이 충돌하는 경향이 있다"고 찬드라세카란이 말했습니다. "그리고 우리가 계속 더 가는 DRAM을 평가한 것처럼 이 문제는 단지 악화되고 있습니다."

이것이 철저히 제거하기 위한 난제였기 때문에, 제한이 도달되었던 후에 어떠한 약화된 세포도 복구하기 위해 이른 새로 고침을 발표하거나 추후의 접근을 예방하면서 - 해결책은 통제에 초점을 맞추었습니다. 양쪽 DRAM 칩과 디램 콘트롤러에 초점을 맞추면서, JEDEC은 약간의 모드와 명령을 추가했지만, 그러나 그것들이 근본 원인 문제의 해결책이 아니라 진정입니다.

논리는 있을 수 있는 공격을 예상하기 위해 DRAM 그 자체를 추가될 수 있고 기억력 IP 창설자들이 더 강한 보호에서 설립되기 위해 일했습니다. "우리가 그와 같은 접근을 발견하기 위해 하드웨어 로직을 쓰고 그리고 나서 사전에 그 가로행에 대한 접근을 제한한다"고 시놉시스에 있는 상급 기술적 마케팅 담당자인 바드히라지 샨카라나라야난이 주목했습니다. "그러나 그것은 저 성능 -이펙트아이브가 아닙니다. 대안은 치는 그 가로행에 인접한 가로행을 사전에 새롭게 하는 것 일 것입니다."

성능과 권력 이유를 위해, 감지 공격에 대한 책임의 일부는 제어기를 놓였습니다. "관제가 채널에 들어가는 교통을 조정하는 그 하나이기 때문에, 관제를 사용될 수 있는 다양한 기술이 있다"고 샨카라나라야난은 덧붙였습니다.

근본 원인에 관해, 셀 개선 기술 노력은 계속되지만, 그러나 더 얕은 셀이 이 연속적인 도전을 만듭니다 - 특히 다이 크기를 합리적인 채로 유지하고 어떠한 추가적 처리 또는 소재 비용을 최소화할 필요성과 연결됩니달 때.

DRAM을 평가하는 것 좁은 감지 증폭기 수익을 포함하는 다음 도전. "센스 마진이 셀 캐패시턴스가 종횡비를 증가시키고 신재료를 도입하기 위해 우리를 운전하면서, 감소할 때 감소할 것이라고 " 찬드라세카란이 말했습니다. 하지만 2개의 비트 라인 사이의 어떤 공간이 거의 있지 않기 때문에 가장 이상적 유전체 재료 - 공기 간극 -에도 불구하고 우리가 스케일링된 것처럼 비트-라인 저항 / 정전용량 특성은 도전받을 것입니다. 그리고 이것은 우리가 어떠한 유전 절연 재료를 심을 수 있는지 제한하고, 결국 우리의 센스 마진에게 도전합니다."

더 게다가, 작은 트랜지스터는 감소된 센스 마진으로 간접적으로 이어지고 있습니다. "우리가 더 좋은 어레이 효율을 얻을 수 있도록 센스 앰프의 트랜지스터 영역이 절감된 것처럼, 역치 전압 변화가 증가할 것이라고 " 그는 말했습니다. 이것은 아날로그 회로에 대한 특별한 도전이고 그것이 계속되고 있는 크기 조정을 위해 계속되고 있는 작업이 요구될 것입니다.

DRAM의 전통적 저비용 게이트 적층과 비교하는 것 또한 권력과 성능문제와 마주하고 있습니다. "실리콘 산화질화물 게이트 산화물 기술과 고성능 CMOS 다결정 실리콘 게이츠가 수십년간 DRAM 산업에 주류였다"고 찬드라세카란이 말했습니다. "그것은 잘 알려지고 매우 좋은 비용 솔루션입니다. 그러나, 그것은 전력과 성능을 만나기 위해 스케일링되어 회의 필요한 테이프 종단 (등가 산화물 두께)의 여러 도전을 직면하고 있습니다."

대체 솔루션은 고유전율 게이트 산화막과 금속 게이트 CMOS입니다. 이러한 기술 둘 다는 논리 기술 세계에서 일반적이었고, 메모리 CMOS 크기 조정에 대한 매력적인 옵션입니다. 이것은 또한 더 좋은 드라이브와 더 덜 변화와 트랜지스터 매칭 특성을 제공할 것입니다.

그러나 단지 그것은 스위칭 과정의 단순한 문제가 아닙니다. 아직도 기억에 생생한 이 기술의 입양은 주변과 종단 장치를 가능하게 할 주의깊은 장치 공학을 요구하고 배열 통합과의 좋은 호환성을 가지고 있을 것입니다. 그리고 이 모든 것은 DRAM의 몹시 탐나는 입수가능성을 유지하는 동안 발생할 필요가 있습니다.

3D 순간 스케일링 도전
당분간 평탄구조부터 육체미 있는 낸드 플래시 메모리가 가지고 있는 3D까지 움직임은 새로운 취향에서 셀 크기를 늘림으로써 또한 소수의 저장 전자를 가지고 있는 쟁점을 완화했습니다. 그러나 층 증가의 수로서 - 이미 안에 그 백 - 문자열 경향과 통합된 CMOS 트랜지스터와 물리적 견고성은 주의를 요할 것입니다.

문자열이 더 오랫동안 된 것처럼 문자열 경향은 약해지고 있습니다. "수직 스케일링을 증가시키는 것 분명히 문자열 경향에게 도전하고 감지 동작을 더 힘들게 할 것이라고 " 찬드라세카란이 말했습니다. 문자열 해류는 다시 레이어와 그리고 나서 백업 동안 내내 줄곧 이동하여야 합니다. 레이어가 더 많을수록, 경향을 낮추면서, 이 길이 인 저항성의가 더 길고 더 많습니다.

특별한 도전은 채널 재료는 감소 이동성으로, 폴리실리콘이고 결정립 크기와 트랩 밀도에 대한 강한 의존이라는 사실입니다. 이러한고 양상 부분 구조에서 결정립 크기를 "조절하는 것 큰 난제입니다. 그래서 기탁과 치료의 새로운 방식들은 요구된다"고 찬드라세카란이 말했습니다.

선택적으로, 신재료는 문자열 경향을 완전한 채로 유지하는 것을 도울 수 있습니다. "또한 아마 문자열 경향을 향상시킬 선택적 채널 재료로 고려되는 있는 여러 신재료가 있다"고 그는 말했습니다. "그러나 그들은 또한 그 자체 신뢰 메커니즘과 셀 특성의 관점에서 새로운 도전을 제공합니다."

(수직인) 더 나은 열 간격 크기 조정은 또한 도움이 될 수 있지만, 그러나 극소수인 전자를 또한 저장하는 방향으로 돌아가면서, 그것이 세포의 크기를 줄입니다. 단어 구동선 피치가 일정한 비례로 계속되면 이것은 3D NAND에서 결국 제한을 때리고 더 큰 셀 크기의 장점을 감소시킬 것입니다. "결국, 당신이 세포를 위한 충분한 스페이스를 가지고 있지 않을 것이고 우리가 극소수인 전자 효과로 평면 NAND와 같은 도전을 직면할 것이라고 " 그는 말했습니다.

한편, 필요 전력과 성능을 잘 알기 위해 그것을 위하여 외주 순환로를 위한 더 진보적 CMOS 처리로 천이하기 위한 필요가 있습니다. 메모리 셀과 논리 모두의 주의깊은 장치 공학이 그 요구를 만족시킬 필요성을 불러오면서 - 이것은 DRAM에서 high-Κ 금속 게이트에 이동할 필요성을 반향시킵니다.

그리고 마침내, 더 많은 레이어가 추가된 것처럼, 강건한 취급을 위한 충분한 벌크 Si를 유지하는 동안 - 그것은 가는 다이를 휴대폰과 같은 주목을 거의 못 받는 응용에 충분한 채로 유지하기 위해 도전이 됩니다. "다음 여러 세대 동안, 모바일 솔루션을 위해 형태인자와 법안 요구를 만나기 위해, 실리콘꼭대기에서의 능동 디바이스의 두께가 실리콘 두께 자체 보다 더 높을 것이라고 " 찬드라세카란이 말했습니다. "그것은 새로운 후부 처리 도전을 일으키고 웨이퍼 워피지가 큰 문제가 됩니다. 다이 강도와 웨이퍼의 취급은 우리의 후부 장비 기술 개발을 추진하는 새로운 과제일 것입니다."

신흥 메모리 도전
다수의 기술은 다음 주요 비휘활성 메모리라는 것 경쟁하고 있습니다. 이것들은 위상 변화 메모리 (PCRAM), 저항력이 있는 RAM (RRAM/ReRAM), 자기 저항성 RAM (MRAM)와 개발 과정에 앞서 강유전체 RAM (FeRAM)와 상호 관련 전자 RAM (도재)을 포함합니다. PCRAM이 인텔의 크로스 포인트 메모리에서 생산을 때렸고 STT-MRAM이 증가된 일체화를 보고 있는 동안, 이러한 기술의 어떤 것도 오늘 차세대 거물의 솔로 맨틀을 주장할 수 없습니다. 주요 과제는 주로 신뢰성과 신재료의 사용과 관계가 있습니다.

MRAM은 이 레이스에 더욱 희망에 찬 신규가입자들 중 하나입니다. "MRAM이 DRAM과 플래시와 같은 전하 기반 기억으로부터 매우 다른 정보를 저장하기 위해 물질의 자기 상태를 사용하는 일종의 기억이라고 " KLA에 있는 제품 마케팅 관리자인 멩 추가 설명했습니다. 그것이 단순하게 들릴 수 있는 동안, 마람스는 또한 그 층에서 사용된 박막과 다른 물질로 인해 기존의 메모리 보다 구축하기가 더 어렵습니다.

마찬가지로, PCRAM은 그것의 셀을 위한 칼코제나이드에 의존합니다. rram은 가는 절연재에 의존합니다. 그리고 강유전성 램은 강유전상태 안으로 전환할 수 있는 물질을 필요합니다. 도재는 그것의 구성이 아직 잘 확립되지 않는다는 것 개발 충분히의 초기에 있지만, 그러나 신재료와 섬세한 집회가 가능성이 있습니다.

이러한 새로운 기억 영역형에 관한 한 질문은 그들이 어떻게 기록 작업을 시간 동안 그리고 수백만 읽기 / 위에서 유지할 것이라는 것 입니다. "뛰어난 신흥 메모리 솔루션의 다수가 이해될 필요가 있는 새로운 신뢰 메커니즘 도전에 직면한다"고 찬드라세카란이 말했습니다.

다른 기술의 일부 보다 더 앞으로 가까워지는 MRAM이 문제가 되는 그런 종류의 세부의 좋은 예를 제공합니다. "MRAM을 위한 주요 파손 메커니즘이 그것의 가는 마고 장애의 마모된 것 이라고 " 추는 말했습니다. 장벽이 바늘 구멍 또는 물질적 약점과 같은 결점을 가지고 있을 때, 더 정션의 저항은 점진적으로 시간이 지나면서 감소할 수 있고, 또한 저항 (고장)의 갑작스러운 하락으로 이어질 수 있습니다."

다른 기억 영역형은 그들의 신뢰 메커니즘을 확인하고 관리하여야만 합니다. 내구성과 데이터 유지에 대한 질문은 지속하고,와 셀 저항의 진화가 시간이 지나면서 있습니다 결정적인 중요성 - 세포가 기계 학습을 위한 메모리 내장 컴퓨팅과 같은 아날로그 메모리 애플리케이션용에 사용하기 위해 고려하 의.

도전에 추가하기 위해, 이러한 신규 메모리셀의 다수는 온도에 민감하고 그들의 물질이 전통적으로 반도체 공정에서 사용된 잘 확립되어 있는 가스와 다른 화학의 일부와 잘 서로 작용하지 않을지도 모릅니다.

"이러한 진보적 메모리 솔루션에서 사용된 대부분의 물질이 온도-민감성이고 화학-민감하다"고 찬드라세카란이 말했습니다. "이것은 우리의 팹에서 저온 공정과 주위 제어에 대한 도입을 요구하고 그것은 또한 그들이 셀 소재와 반응하는 경향이 있기 때문에 잘 알려져 있는 가스와 화학의 사용을 제한하고 그들의 성능에 영향을 미칩니다. 그와 같은 제한은 또한 이러한 물질을 처리하는 것을 어렵게 할 뿐만 아니라, 더 많은 비용을 추가할 것입니다.양쪽이 하부 온도를 사용하고, 화학적인 셀 퇴보를 방지하는 흐름을 "규정하는 것 주류에 들어가도록 이러한 기억을 위해 필요할 것입니다.

IEDM에서 제시된 도전의 목록이 철저한 어떤 수단도 의한 것이지 않는 동안, 그것은 진화하는 시스템 요구를 잘 알 수 있는 속도로 스케일링되는 것을 계속하기 위해 만들어질 도전해 볼 만한 개선의 수집을 산업에게 제시합니다. 더 많은 데이타는 더 많은 처리와 더 많은 기억을 요구하고 이 문제를 논의하기 위한 많은 방법이 있습니다. 그러나 어떤 단일 접근법도 모든 문제를 해결하지 않을 것이고 더 많은 데이타가 발생되고 기억의 더 많은 종류가 도입된 것처럼, 심지어 아직 발견되지 않은 부가적인 문제가 있을 것입니다.브라이온 모이어로부터