美光，发力ReRAM
👆如果您希望可以时常见面，欢迎标星🌟收藏哦~
来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自blocksandfiles，谢谢。
美光公司在 2023 年 12 月的 IEDM 会议上发表了一篇论文，透露了对铁电 RAM（FeRAM）技术的浓厚兴趣。这可能是其 Optane 存储级内存的替代品。
我们在 "存储 Ticker "综述中简要提到了美光最新的 FeRAM 活动，在此我们将对其进行更详细的介绍，其中包括三个项目。什么是 FeRAM？它在内存市场中的地位如何？美光的前景如何？
什么是铁电内存（FeRAM）？
铁电 RAM 是一种非易失性随机存取存储器，它将二进制数据存储为铁电电容器（一般由锆钛酸铅 (PZT) 组成）中偶极子的电极性。偶极子极化方向（P 正或 P 负）是由组成电容器的铅（Pb）和氧包晶石晶体中的锆（Zr）或钛（Ti）原子（阳离子）的运动引起的。有两种稳定的晶体状态，名义上是锆或钛原子从电荷中心向上或向下移动。当电场移除时，向上或向下极化保持不变。
Ramtron FeRAM 晶体图。蓝色球体是氧原子。红色球体是 Zr 或 Ti 阳离子。
向铁电电容器施加特定电压可改变极性状态。磁力或外部辐射无法改变极性状态。电容器并非由铁制成，因此名称中的 "铁 "字会引起误解。但它的极性变化与磁极变化类似，这也是使用 "铁电 "一词的原因。
FeRAM 单元由接入晶体管和铁电层（电容器）构成，在硅衬底上有字线和位线：
图片来自 Techovedas
晶体管向电池施加电压并测量输出，从而读取电池的二进制内容。这将覆盖单元的内容，也就是说，这是一种破坏性读取，需要重新写入单元的内容。
FeRAM 市场
迄今为止，富士通、英飞凌、SK hynix 和东芝等供应商一直在生产小容量的 FeRAM 产品。富士通生产 FeRAM 产品已有 20 多年的历史。FeRAM 的速度比闪存快得多，但密度比闪存低，成本也较高，因此仅限于智能电表、可编程逻辑控制器、安全气囊、打印机、RAID 控制器和 RFID 标签等应用。索尼公司 2000 年推出的 PlayStation 2 使用了 32KB 的富士通 FeRAM。美光公司的技术可以改变这种状况，使 FeRAM 更广泛地应用于数据存储领域。
作为存储级内存，FeRAM 在数据访问速度和耐用性方面介于 DRAM 和 NAND 之间。TLC NAND 本机的写入周期耐久性为 3,000 至 5,000 次，而 FeRAM 可重写 1,000 亿次（SK hynix）至 1,000 万亿次（英飞凌），美光的技术可支持 10¹⁵ （10 夸脱亿）写入周期。FeRAM 的写入周期时间在 70 - 120ns 之间，而美光建议 NAND 的写入周期时间为 300µs。
美光 NVDRAM 的前景
美光的论文在生成式人工智能聚焦会议上发表，目前尚未公开。该论文讨论了 32Gb 的芯片。这比富士通和 Sk hynix 的 8Mb 产品或英飞凌的 16MB 和东芝的 128Mb 产品要大得多。不过，第一代 Optane 产品的芯片容量为 128Gb，还是原来的四倍。论文摘要称，美光芯片与第一代 Optane 产品一样，也是双层堆栈。数据可保存 10 年以上。
图片来自美光 IEDM 论文摘要。
读写时间比 NAND 快，但不如 DRAM 快。将这项技术称为 NVDRAM（非易失动态随机存取存储器）是一个矛盾的说法，用 NVRAM 更合适。但 NVRAM 是一个通用术语，指的是 NOR 和 NAND 闪存、FeRAM、MRAM 和其他非易失性内存技术，我们猜美光正在寻找一个与众不同的名称。
论文摘要提到了 "近期的机会......为现有的传统计算架构配备更高效的内存，以加快数据移动速度并适应更大的模型"。这表明，美光认为 NVDRAM 产品可用于保存 Gen AI 数据集，并提供比 SSD 存储更快的访问速度。美光的 NVDRAM 具有 LPDDR5 命令协议接口，这表明可以使用插座型接口。
我们认为，美光已经在与潜在的服务器合作伙伴和大规模 Gen AI 用户探索商业可能性。
早在 2021 年 3 月，美光退出 Optane 3D XPoint 市场时就曾表示："美光计划将从 3D XPoint 计划取得的突破中获得的知识，以及相关的工程专业技术和资源，应用到以内存为中心、针对内存存储层级的新型产品中。当时，FeRAM 可能是它的目标。美光还表示，"将加大对利用 Compute Express Link (CXL) 的新型内存产品的投资......即日起，美光将停止 3D XPoint 的开发，并将资源转移到加速向市场推出支持 CXL 的内存产品上"。
我们很可能会看到支持 CXL 的 NVDRAM 产品。
B&F 已要求美光提供有关 NVRAM 的文件和技术简介。
点击文末【阅读原文】，可查看英文原文。
END
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
今天是《半导体行业观察》为您分享的第3637期内容，欢迎关注。
推荐阅读
『半导体第一垂直媒体』
实时 专业 原创 深度
公众号ID：icbank
喜欢我们的内容就点“在看”分享给小伙伴哦
微信扫码关注该文公众号作者