Anokiwave第2代Ku和K/Ka波段硅波束成形器IC在GLOBALFOUNDRIES大规模投产 2020年3月11日Anokiwave用于SATCOM市场的第二代Ku和K/Ka波段硅波束形成器IC已全面量产，并与GLOBALFOUNDRIES合作提供交钥匙解决方案。这些IC是业界值得信赖的选择，可以为LEO/MEO/GEO和移动卫星通信（SOTM）实现平板电导天线。
QuickLogic的eFPGA在GLOBALFOUNDRIES 22FDX®平台上获得认证，用于物联网和边缘人工智能应用 2020年3月11日超低功耗多核语音系统芯片（SoC）、嵌入式FPGA（eFPGA）、知识产权（IP）、物联网（IoT）和终端人工智能（AI）解决方案开发商QuickLogic公司（纳斯达克：QUIK）今天宣布，其ArcticPro™ 2 eFPGA IP已通过GLOBALFOUNDRIES®（GF®）22FDX®平台的认证。
GLOBALFOUNDRIES在22FDX平台上为物联网和汽车应用提供业界首个可生产的eMRAM 2020年2月27日公司在其FDX™平台上的先进的嵌入式非易失性存储器为低功耗、非易失性代码和数据存储应用提供了一个经济的解决方案 加州圣克拉拉，2020年2月27日 - GLOBALFOUNDRIES®（GF®）今天宣布其在公司22纳米FD-SOI（22FDX®）平台上的嵌入式磁阻非易失性存储器（eMRAM）已经进入生产阶段，GF正在与一些客户合作，计划于2020年进行多次生产分装。今天的公告是一个重要的行业里程碑，表明了eMRAM的可扩展性，是物联网（IoT）、通用微控制器、汽车、边缘AI（人工智能）和其他低功耗应用在先进工艺节点上的一种成本效益选择。 作为大批量嵌入式NOR闪存（eFlash）的替代品，GF的eMRAM允许设计人员扩展其现有的物联网和微控制器单元架构，以获得28纳米以下技术节点的功耗和密度优势。 GF的eMRAM是一种高度通用和强大的嵌入式非易失性存储器（eNVM），已经通过了五次严格的实际焊接回流测试，并在-40°C至125°C的温度范围内展示了10万次的耐久性和10年的数据保留。FDX eMRAM解决方案支持AEC-Q100质量等级2的设计，正在开发过程中，明年将支持AEC-Q100质量等级1的解决方案。 "GLOBALFOUNDRIES高级副总裁兼汽车和工业多市场总经理Mike Hogan说："我们继续致力于通过强大的、功能丰富的解决方案使我们的FDX平台与众不同，使我们的客户能够为高性能和低功耗的应用构建创新产品。"我们差异化的eMRAM部署在业界最先进的FDX平台上，在易于集成的eMRAM解决方案中提供了高性能射频、低功耗逻辑和集成电源管理的独特组合，使我们的客户能够提供新一代的超低功耗MCU和互联物联网应用。" 今天，GF和我们的设计合作伙伴可以提供定制设计套件，其特点是可以直接使用、经过硅验证的MRAM宏，范围从4到48兆位，同时还可以选择MRAM内置自测试支持。 eMRAM是一种可扩展的功能，作为公司先进的eNVM路线图的一部分，预计将在FinFET和未来的FDX平台上使用。 GF位于德国德累斯顿Fab 1的最先进的300毫米生产线将支持带MRAM的22FDX的批量生产。 关于GF的22FDX和MRAM功能的更多信息，请联系您的GF销售代表或访问globalfoundries.com。 关于GLOBALFOUNDRIES GLOBALFOUNDRIES（GF）是世界领先的专业代工企业。GF提供差异化的功能丰富的解决方案，使其客户能够为高增长的细分市场开发创新产品。GF通过独特的设计、开发和制造服务组合，提供广泛的平台和功能。凭借在美国、欧洲和亚洲的规模化生产，GF具有灵活性和敏捷性，能够满足全球客户的动态需求。GF为穆巴达拉投资公司所有。欲了解更多信息，请访问www.globalfoundries.com。 联系。 Erica McGillGLOBALFOUNDRIES(518) 795-5240[email protected]
格芯面向IoT和汽车应用推出业界首款基于22FDX平台且可批量生产的eMRAM February 27, 2020 公司基于FDX™平台的先进嵌入式非易失性存储器为低功耗、非易失性代码和数据存储应用提供了一种高性价比解决方案 加利福尼亚州圣克拉拉，2020年2月27日–格芯®(GF®)今日宣布基于其22nm FD-SOI (22FDX®)平台的嵌入式、磁阻型非易失性存储器(eMRAM)已投入生产。格芯正在接洽多家客户，计划2020年安排多次生产流片。此次公告是一个重要的行业里程碑，表明eMRAM可在物联网(IoT)、通用微控制器、汽车、终端人工智能和其他低功耗应用中作为先进工艺节点的高性价比选择。 格芯的eMRAM产品旨在替代高容量嵌入式NOR闪存(eFlash)，帮助设计人员扩展现有物联网和微控制器单元架构，以实现28nm以下技术节点的功率和密度优势。 格芯的eMRAM是一款可靠的多功能嵌入式非易失性存储器(eNVM)，已通过了5次严格的回流焊实测，在-40℃至125℃温度范围内具有100,000次使用寿命和10年数据保存期限。FDX eMRAM解决方案支持AEC-Q100 2级设计，且还在开发工艺，预计明年将支持AEC-Q100 1级解决方案。 格芯汽车、工业和多市场战略业务部门高级副总裁和总经理Mike Hogan表示：“我们将继续通过功能丰富的可靠解决方案实现差异化FDX平台，客户可利用这些解决方案来构建适用于高性能和低功耗应用的创新产品。我们的差异化eMRAM部署在业界先进的FDX平台之上，可在易于集成的eMRAM解决方案中实现高性能射频、低功耗逻辑和集成电源管理的独特组合，帮助客户提供新一代超低功耗MCU和物联网应用。” 格芯携手设计合作伙伴，即日起提供定制设计套件，包括通过芯片验证的插入式MRAM模块（4至48MB），以及MRAM内置自检功能支持。 eMRAM是一种可扩展功能，预计将在FinFET和未来的FDX平台上推出，作为公司先进eNVM路线图的组成部分。格芯位于德国德累斯顿1号晶圆厂的先进300mm产品线将为MRAM 22FDX的量产提供支持。 如需了解更多有关格芯®（GLOBALFOUNDRIES®）22FDX和MRAM特性的信息，请联系您的格芯®（GLOBALFOUNDRIES®）销售代表或访问globalfoundries.com。 About GF GLOBALFOUNDRIES (GF) is a leading specialty foundry delivering truly differentiated semiconductor technologies for a range of high-growth markets. GF provides a unique combination of design, development, and fabrication services, with a range of innovative IP and feature-rich offerings including FinFET, FDX™, RF and analog mixed signal. With a manufacturing footprint spanning three continents, GF has the flexibility and agility to meet the dynamic needs of clients across the globe. GF is owned by Mubadala Investment Company. For more information, visit www.globalfoundries.com. Contact: Erica McGillGLOBALFOUNDRIES(518) 795-5240[email protected]
Anokiwave宣布其第三代5G mmW IC系列的全面商业发布 2020年2月25日为毫米波市场提供高度集成的IC解决方案的领导者，以及一级和二级OEM厂商信赖的选择，Anokiwave公司宣布为毫米波5G提供业界最先进和最完整的硅IC组合的商业大批量生产。最新一代产品为所有正在使用的毫米波段--24/26 GHz、28 GHz和37/39 GHz--带来了完整的射频信号链解决方案，同时提供广泛的功能，简化了有源天线阵列设计。支撑毫米波5G IC系列的可扩展架构支持从毫米波5G宏基站到小基站再到客户驻地设备（CPE）的一切，其可扩展架构支持每一种使用情况。
格芯与环球晶圆签署合作备忘录，未来将长期供应12英寸SOI晶圆 February 24, 2020全球领先的半导体晶圆代工厂格芯（GLOBALFOUNDRIES）于2月24日宣布已和全球前三大硅晶圆制造商环球晶圆（Globalwafers.Co.,Ltd）签订合作备忘录(MOU)，协议表明环球晶圆将负责对格芯12英寸晶圆的长期供应。 环球晶圆是全球领先的8英寸SOI制造者之一，也是格芯8英寸SOI晶圆的长期供应商，双方长期保持着良好的合作关系。环球晶圆也是12英寸晶圆制造商，基于双方未来发展与稳定供应需求，环球晶圆与格芯有望紧密协作，有力扩大环球晶圆12英寸SOI晶圆生产产能。 格芯计划利用本次协议规定的12英寸晶圆供应，满足业界对于RF SOI技术持续增长的需求。这些技术经过优化，为目前和下一代行动装置和5G应用，提供低功耗、高效能和易于整合的解决方案。 格芯移动与无线基础设施高级副总裁Bami Bastani先生表示：「移动、无线和5G为格芯带来了庞大的商机，目前市场上超过85％的智能型手机，都采用了本公司的RF技术。格芯很高兴能与环球晶圆合作，期盼能共同开发出新增的12英寸SOI晶圆供应链，从而整合到格芯的制程中，进一步满足对于RF SOI技术解决方案不断增长的需求。」 格芯高级副总兼首席采购官Tom Weber表示：“鉴于我们的市场定位，我们和我们的客户都需要建立多样化的12英寸SOI晶圆供应链，同时符合格芯与客户之间的最大利益。环球晶圆则是达成这一目标的最佳伙伴。” 环球晶圆董事长暨首席行政官徐秀兰表示：“很高兴能借着市场向下一代RF应用发展的契机来扩大与格芯的长期合作的伙伴关系。这次合作最终一定会为双方带来更大的成功！” ### 关于环球晶圆 环球晶圆总部位于台湾新竹，为全球三大硅晶圆制造厂商之一。成立于1981年，前身为中美硅晶制品股份有限公司的半导体事业处，并在2011年更名为环球晶圆圆股份有限公司。环球晶圆专精硅晶圆制造，产品应用多元，包括电源管理、汽车、loT、内存、传感器和微机电系统。环球晶圆在台湾、日本、美国、韩国、意大利、丹麦、马来西亚和中国等国家皆有设厂运营，并在台北证券交易所上市。有关环球晶圆的更多信息，请访问https://www.sas-globalwafers.com。 关于格芯 格芯是全球领先的特殊工艺半导体代工厂，提供差异化、功能丰富的解决方案，赋能我们的客户为高增长的市场领域开发创新产品。格芯拥有广泛的工艺平台及特性，并提供独特的融合设计、开发和生产为一体的服务。格芯拥有遍布美洲、亚洲和欧洲的规模生产足迹，以其灵活性与应变力满足全球客户的动态需求。格芯为阿布扎比穆巴达拉投资公司(Mubadala Investment Company)所有。欲了解更多信息，请访问 https://www.globalfoundries.com/cn。 媒体垂询： 杨颖（Jessie Yang） (021) 8029 6826 [email protected] 邢芳洁（Jay Xing） 86 18801624170 [email protected]
GLOBALFOUNDRIES和GlobalWafers签署谅解备忘录，提高300毫米SOI晶圆的产能和供应量 2020年2月24日加州圣克拉拉和台湾新竹，2020年2月24日--全球领先的专业代工企业GLOBALFOUNDRIES®（GF®）和全球三大硅片制造商之一的GlobalWafers Co.(GWC)今天宣布，他们已经签署了一份谅解备忘录(MOU)，为300毫米硅绝缘体(SOI)晶圆制定长期供应协议。 GWC是世界领先的200毫米SOI晶圆制造商之一，与GF在供应200毫米SOI晶圆方面有着长期和持续的合作关系。GWC还生产300毫米SOI晶圆，根据预期的供应协议，GWC和GF将密切合作，大幅扩大GWC的300毫米SOI晶圆制造能力。 GF打算利用由此产生的300毫米SOI晶圆的额外供应来满足对其行业领先的RF SOI技术不断增长的需求，这些技术经过优化，可为当前和下一代移动和5G应用提供低功率、高性能和易于集成的解决方案。 "GF移动和无线基础设施高级副总裁Bami Bastani表示："移动、无线和5G对GLOBALFOUNDRIES来说是一个重要的机会，我们重要的射频技术在目前市场上超过85%的智能手机中都有体现。"我们很高兴与GlobalWafers合作，并期待与他们一起开发和鉴定更多的300毫米SOI晶圆供应，以整合到我们的制造工艺中，帮助满足对我们的RF SOI解决方案不断增长的需求。" "GF高级副总裁兼首席采购官Tom Weber说："鉴于我们的市场地位，建立300毫米SOI晶圆的供应链并使之多样化符合我们的最大利益，也符合我们客户的最大利益。"GlobalWafers是我们实现这一目标的正确合作伙伴"。 "GWC董事长兼首席执行官Doris Hsu表示："我们很高兴有机会扩大GlobalFoundries和GWC之间的长期合作关系，因为市场正在向下一代射频应用演变。"最终，这种合作将为两家公司带来更大的成功"。 关于GlobalWafers Co., Ltd. 总部位于台湾新竹的GlobalWafers是世界三大硅片制造商之一。它成立于1981年，是SAS（中美硅产品公司）的半导体业务部门，于2011年分拆为GlobalWafers有限公司。该公司专门从事硅晶圆制造，其产品应用范围包括电源管理、汽车、物联网、存储器、传感器和MEMS。GlobalWafers在台湾、日本、美国、韩国、意大利、丹麦、马来西亚和中国的15家工厂运营，并在台北证券交易所上市。关于GlobalWafers的更多信息，请访问https://www.sas-globalwafers.com。 关于GLOBALFOUNDRIES GLOBALFOUNDRIES（GF）是世界领先的专业代工企业。GF提供差异化的功能丰富的解决方案，使其客户能够为高增长的细分市场开发创新产品。GF通过独特的设计、开发和制造服务组合，提供广泛的平台和功能。凭借在美国、欧洲和亚洲的规模化生产，GF具有灵活性和敏捷性，能够满足全球客户的动态需求。GF为穆巴达拉投资公司所有。欲了解更多信息，请访问www.globalfoundries.com。 联系方式。 Michael Mullaney 全球性的铸造厂 (518) 305-1597 [email protected] 陈韬 GlobalWafers Co., Ltd. +886-3-577-2255 EXT: 2280 [email protected]
MRAM 继续向主流迈进 2020 年 1 月 31 日 嵌入式 MRAM 为物联网和汽车应用提供了经济高效的低功耗解决方案 作者：大卫-拉默斯 国际电子器件会议（IEDM）之所以如此重要，原因之一就是要了解半导体行业如何向一种技术方案靠拢，无论是氧化铪栅极氧化物、沉浸式光刻，还是这次的磁性随机存取存储器（MRAM）。 在 12 月于旧金山举行的 2019 IEDM 上，主要代工厂和英特尔都展示了可嵌入 CMOS 逻辑器件的 MRAM 技术。虽然可以说 GLOBALFOUNDRIES 在可靠性和制造经验方面比其他公司更胜一筹，但其他公司显然也已经开始采用 MRAM。 MRAM 的时代已经来临，这主要是因为嵌入式 NOR 闪存需要太多的掩膜--十几个或更多--无法在 28 纳米节点及更高节点上制造。嵌入式 NOR 闪存还需要高压才能写入数据，而且写入时间相当长。MRAM 也面临挑战，但它比 eFlash 速度更快，功耗更低。 节省大量电力 "位于加利福尼亚州洛斯加托斯的 Objective Analysis 公司资深内存分析师吉姆-汉迪（Jim Handy）说："如果你的应用大量写入 NOR 闪存，那么你一定会喜欢 MRAM。"闪存耗电量很大，非常惊人，因为它的写入时间很长，而且需要很高的电压。如果改用 MRAM，就能节省大量电能。写入功耗下降了几个数量级，而 MRAM 的读取功耗则基本相同。 Handy 指出，开发微控制器的公司有两种选择：要么使用 SRAM 作为工作存储器，将代码存储在外部（分立）NOR 闪存上；要么转而使用嵌入式 MRAM（eMRAM）。他说，由于 SRAM 需要六个晶体管才能存储一个比特，而 MRAM 通常能将密度提高一倍甚至更多。 此外，在 SRAM 需要备用电池的系统中，非易失性 MRAM 的成本效益往往高于嵌入式静态 RAM（SRAM）的芯片加电池的综合成本，他说。 在 2019 IEDM 上，有一整场会议专门讨论 eMRAM。在介绍了 GF 最新的 eMRAM 可靠性数据后，GF 位于新加坡的嵌入式 MRAM 技术负责人 Vinayak Bharat Naik 说，他很高兴有四家公司--GF、英特尔、三星和台积电--同时推动 eMRAM 的发展。 "Naik 说："对于客户来说，如果他们想从长期使用的传统技术转向新技术，这不可能是突然的。"一旦终端客户开始使用 MRAM，他们就会对用 MRAM 取代传统存储器的想法越来越有信心。 eMRAM 可靠性和可制造性 在过去的一年里，一些客户要求 GF 分享更多数据，以显示其 eMRAM 技术能够满足生产所需的所有可靠性测试，并能承受可能干扰存储数据的强外部磁场。 GF 2019 IEDM 演讲的重点是为这些问题提供答案，这是一个积极的故事。 Naik 的 IEDM 论文展示了在 GF 的 22 纳米 FD-SOI 嵌入式平台上使用先进的磁隧道结 (MTJ) 堆叠/蚀刻/集成工艺制造 eMRAM 的可制造性，在 -40 至 125 摄氏度的工业工作温度范围内实现了全功能 40Mb 宏。它还显示了满足回流焊要求的能力，以及封装级故障率低于百万分之一 (ppm) 的强大产品可靠性。 磁抗扰度研究表明，在 25 摄氏度的待机模式下，40Mb eMRAM 宏有能力承受 1,600 奥斯特的极高磁场，暴露 20 分钟的故障率低于 1 ppm。在 125 摄氏度的环境中，在 700 奥氏度的条件下，故障率仍低于百万分之 1。主动模式磁场抗扰度（芯片在磁场存在的情况下工作的能力）也达到了 500 Oe。耐久性依然出色，故障率低于百万分之 1，达到一百万次循环，一百万次循环后电阻分布无衰减，高温运行 500 小时后无衰减。所有结果都是在错误校正（ECC）处于关闭模式时取得的。 "磁场可能存在于任何地方，"Naik 说。"例如，在家里，手机充电器就会产生一定程度的磁场。我们需要确保待机抗扰度和主动模式抗扰度都很好，这样芯片才能正常工作，"Naik 说。 2018 年，在包括 IEDM 和 VLSI 技术研讨会在内的主要技术会议上，GF 展示了其 eMRAM 可以承受芯片封装中使用的回流焊步骤，这将允许微控制器 (MCU) 在封装回流焊步骤之前进行编程。在 260 摄氏度下回流焊 5 分钟的 JEDEC 标准已在封装级测试中得到证实。 提高可靠性能 Naik 表示，在 2019 年的 IEDM 上，通过展示来自所有标准可靠性测试和磁抗扰度的 eMRAM 封装级可靠性数据，GF 在 eMRAM 技术方面仍具有竞争力。 "他说："在本次IEDM上，我们展示了我们已经为工业级应用做好了生产准备，包括可穿戴设备、物联网（IoT）和许多其他应用。"GF在40纳米和28纳米MRAM方面拥有良好的生产经验，这些经验可以延续到eMRAM市场"。 GF 工程师继续优化磁隧道结 (MTJ) 单元，包括沉积和蚀刻。"在过去的一年中，我们改进了 MTJ 叠层和蚀刻以及集成工艺，从而提高了开关效率，改善了耐用性能。我们的良品率提高到了 90% 以上的水平，"Naik 说。 节约能源消耗 汤姆-考富林（Tom Coughlin）是一位内存和存储顾问，曾担任闪存年度峰会总主席长达 10 年之久，他说，eMRAM "为边缘或终端的嵌入式产品，尤其是那些对功耗敏感的产品提供了很多可能性"。 Coughlin 说，eMRAM 等新兴存储器市场正处于起飞阶段。"持久性网络（包括工厂 4.0）有很大的发展空间，它将智能设备与人工智能相结合，提高了工厂的效率。此外，农业也是一个巨大的市场，越来越多的农民会在自己的田地里安装高效的无线智能传感器。医疗保健领域也需要更高效的能源使用。许多市场都将推动需求。还有一些我们还没有想到的东西，包括许多消费应用，快速节能存储器的新用途刚刚开始上线，但我们还没有认识到它们的潜力。" Naik 说，GF 正在逐步推进，首先关注物联网和工业应用，然后是汽车级 eMRAM（温度挑战更高，自动驾驶的数据需求需要高密度片上存储器），最后是将 MRAM 用作 4 级高速缓存，取代处理器上的部分 SRAM。 还有另一个非常大的市场，即内存中的过程（PIM）计算，在 2019 IEDM 上经常被讨论。PIM 涉及在人工智能（AI）计算中使用某种形式的新兴存储器。MRAM 或其他存储器类型，如电阻 RAM 或相变 RAM，可以作为边缘设备的本地处理元件。"Naik说："考虑到MRAM的优越性能，如快速写入速度、高耐用性、高密度和低功耗，MRAM在其他NVM中独树一帜，在人工智能应用的PIM计算中具有巨大潜力。 内存中的进程 Coughlin 对 PIM 的潜力表示赞同。"他说："内存中的过程可能会成为一切事物中更大的一部分，将人工智能应用到其他一切事物中。"我们可以在其他地方进行训练，并在设备上具备一定的学习能力。至少，内存进程可以在本地运行模型，而不是在数据中心。" MRAM 还可以在数据中心发挥更大的作用。"如果系统不使用某些东西，MRAM 就会保存状态，当需要这些数据时，它就会立即恢复。这使我们不再依赖易失性存储器，而是更多地利用非易失性存储器。Coughlin 说："目前，这种技术主要由边缘点的能源敏感型应用驱动，但也可用于数据中心。 总部位于圣迭戈的 Atlazo 公司首席执行官 Karim Arabi 在 IEDM 上谈到了边缘设备即将发生的变化。他说，自动驾驶只是边缘计算的一种形式，需要 "大量数据"。 高级驾驶辅助系统（ADAS）需要 "靠近传感器的低延迟计算"，Arabi 说。 "在数据聚合和培训方面，我们的计算能力和数据规模都无法超越云计算。但其他应用需要更高的能效，而边缘计算的能耗成本要比通过无线链路向云传输能耗低 100 到 1000 倍。出于隐私考虑，很多数据需要留在本地，"Arabi 说。 在典型的冯-诺依曼架构中，大约 75%-95% 的功耗是在存储器和处理器之间移动数据时消耗的。"利用 MRAM 和 PC-RAM 等新型内存架构，我们可以用 MRAM 替代部分 SRAM，还可以将数据从片外 DRAM 移至片内 MRAM。无论是MRAM还是PC-RAM，都能开创计算领域的新模式，"Arabi说。"未来 10 年，随着神经形态计算的普及，MRAM 和 PC-RAM 将变得更加重要。 新型计算架构 GF 将自己定位为 MRAM 领域的领导者，并利用其潜力帮助 GF 客户开发差异化、功能丰富的产品，以及推动新技术作为潜在的新计算架构。 GF 首席技术官兼计算和无线基础设施副总裁 Ted Letavic 说："我们现在是一个互联的社会，如果你不能在功率范围内处理我们所拥有的数据，如果不能进行数据分析，那么你就无法实现货币化，甚至无法实施人工智能。我们必须能够进行分析，而这要么是在边缘计算，要么是在数据中心计算"。 展望未来，隐私问题将推动数据向边缘设备转移，而 MRAM 可以在其中发挥作用。"从边缘到数据中心，我们的个人数据无处不在。我们希望将这些数据转移到边缘设备，以确保您的数据安全并提高私密性。 推动边缘计算的第二个因素是带宽。虽然 5G 可以向数据中心传输更多数据，但随着移动数据量的加速增长，这种方法已变得不切实际。"即使 5G 甚至 6G 有巨大的发展前景，但传输到数据中心进行计算的每一个比特都需要带宽。我们希望在边缘实现高效的计算引擎。然后，我们就可以发送元数据，即只发送结果，而不是原始数据。 Letavic 说，几个主要的研究中心正在与 GF 合作，探索这些边缘计算的新方法。 "这远不止是一个芯片解决方案。我们必须真正改变计算架构。我们谈论的不仅仅是新的晶体管以及处理电子和光子的方法，而是新的架构，"Letavic 在 2019 IEDM 上接受采访时说。 MRAM 可以在即将到来的 Letavic 所称的 "计算机设计复兴 "中发挥重要作用。 "30年来，我们第一次打开了工具包，并开始关注非冯-诺依曼架构，其功耗优势是巨大的。我们可以利用专用架构将功耗降低 100 或 1000 倍。 由于内存处理方法非常省电，MRAM 可以在这些非冯诺依曼架构中发挥核心作用。"Letavic说："作为设备技术专家，我们可以在未来30年内不断改进技术，但仍然无法达到我们期望的功率点。"我们必须改变架构和软件栈。新架构会带来新的设备类型、平台上的新功能以及解决计算问题的新方法。"
MRAM继续向主流迈进 January 30, 2020对于物联网和汽车应用，嵌入式MRAM有望提供经济高效的低功耗解决方案 作者：David Lammers 国际电子器件大会(IEDM)是非常重要的行业盛会，原因之一在于，它能让我们了解半导体产业如何在技术选择方面趋向一致，这些技术可能是氧化铪栅极氧化层或浸没式光刻，也可能是本文所讨论的磁性随机存取存储器(MRAM)。 去年12月在旧金山举行的2019 IEDM大会上，各家大型晶圆厂以及英特尔都演示了可嵌入在CMOS逻辑器件中的MRAM技术。可以说，在可靠性和制造经验方面，格芯相对于其他公司具备一定的优势，但显然其他公司也在积极布局MRAM技术。 MRAM的时代已经到来，这在很大程度上是因为嵌入式NOR闪存(eFlash)在28nm甚至更小的节点上进行制造所需的掩膜过多（十几个甚至更多）。嵌入式NOR闪存还需要高电压能力来写入数据，而且写入时间非常长。虽然MRAM也面临着一些挑战，但与eFlash相比，它的速度更快，功耗更低。 显著节省能耗 位于加利福尼亚州洛思加图斯的Objective Analysis公司的资深存储器分析师Jim Handy表示：“如果您的应用要向NOR闪存写入大量数据，那么您将会更青睐MRAM。闪存的能耗非常高，因为它写入数据的时间太长，还需要高电压。如果迁移到MRAM，将会显著节省能耗。MRAM的写入能耗降低了几个数量级，而读取能耗大致保持不变。” Handy指出，开发微控制器的公司可以选择：在SRAM上进行加载作为工作存储器，将代码存储在外部（分立式）NOR闪存上。或者，他们可以跳过这一步，直接迁移到嵌入式MRAM (eMRAM)。他表示，由于SRAM需要六个晶体管来存储一个位，MRAM通常可将密度提高一倍甚至更多。 另外，在SRAM需要电池备份的系统中，由于嵌入式静态RAM (SRAM)的成本包括了芯片和电池，与其相比，非易失性MRAM通常要经济高效得多。 在2019 IEDM大会上，有一整场专题讨论围绕eMRAM的话题展开。在展示格芯最新的eMRAM可靠性数据之后，常驻新加坡的格芯嵌入式MRAM技术主管Vinayak Bharat Naik表示，他非常欢迎四家公司同时推出eMRAM，这几家公司依次为格芯、英特尔、三星和台积电。 Naik表示：“对于客户而言，如果他们希望从已经使用了很长时间的传统技术迁移到一种新技术，这个过程不能太突然。一旦最终客户开始采用MRAM，他们将对使用MRAM取代传统存储器越来越有信心。” eMRAM的可靠性和可制造性 过去一年，有多家客户请求格芯分享更多数据，以此展示格芯公司的eMRAM技术能够满足生产的所有可靠性测试要求，还能耐受可能干扰存储数据的强外部磁场。 格芯在2019 IEDM大会上的演示重点解答这些问题，收到了积极的反响。 Naik的IEDM论文展示了eMRAM在格芯的22nm FD-SOI嵌入式平台上的可制造性，使用先进的磁隧道结(MTJ)堆叠/蚀刻/集成工艺，在工业级工作温度范围内（-40至125摄氏度）实现功能完全、单体密度为40Mb的模块。该论文还展示eMRAM能够满足回流焊要求，并且提供稳定的产品可靠性，在封装级别上的失效率低于一百万分之一(ppm)。 抗磁性研究表明，在25摄氏度的温度下，单体密度为40Mb的eMRAM模块能够在待机模式下耐受1,600奥斯特的极高磁场，在暴露20分钟的情况下，失效率低于1 ppm。在125摄氏度的温度下，当磁场强度为700奥斯特时，失效率仍然低于1 ppm。活动模式抗磁性 — 存在500奥斯特磁场的情况下，芯片仍然能够工作。它保持良好的耐久性，在长达一百万个周期内的失效率低于1 ppm，在一百万个周期之后，电阻分布不会退化，在高温下工作500小时期间，电阻分布也不会退化。所有结果都在关闭模式下进行了纠错(ECC)。 Naik说：“磁场可能无处不在。比如，在家里，您手机的充电器可能产生一定强度的磁场。我们必须确保在待机和活动模式下均具备良好的抗磁性，这样芯片才能够正常工作。” 2018年，在一些重要技术会议上（包括IEDM和有关VLSI技术的研讨会），格芯展示了其eMRAM能够耐受芯片封装中使用的回流焊步骤，这使得他们能够在封装回流焊步骤之前对微控制器(MCU)进行编程。260摄氏度下五次回流焊五分钟的JEDEC标准经过了封装级测试的验证。 提高可靠性 在2019 IEDM大会上，格芯展示了来自所有标准可靠性测试和抗磁性测试的eMRAM封装级可靠性数据，从而证明我们在eMRAM技术领域具备竞争力。 Naik表示：“在这次IEDM大会上，我们展示了我们的技术可以随时用于生产，适合各种工业级应用，包括可穿戴设备、物联网(IoT)及其他诸多应用。格芯在40nm和28nm MRAM产品方面具有丰富的生产经验，这种经验一直延伸到eMRAM市场。” 格芯工程师在不断优化磁隧道结(MTJ)单元，包括沉积和蚀刻。Naik表示：“过去一年中，我们在MTJ堆叠和蚀刻以及集成工艺方面都有所改进，以提升持久性，实现更高的开关效率。我们将产品良率提升到90%以上的水平。” 节省能耗 Tom Coughlin是一位存储器和存储技术咨询师，担任年度闪存峰会的主席长达10年，他表示eMRAM“为边缘或端点的嵌入式产品带来了诸多可能性，特别是那些对功耗敏感的产品。” Coughlin认为，eMRAM等新兴技术的市场必将迎来一次腾飞。他说：“持久性网络的发展空间巨大，包括工厂4.0，它将智能设备与人工智能相结合，打造更高效的工厂。此外，农业也可能是一个庞大的市场，更多的农场主在农田中放置高效的无线智能传感器。对于医疗保健应用，则需要更高效地使用电能。很多市场都将推动这种需求。另外，还有一些我们尚未想到的用途，包括很多消费型应用，快速高能效存储器的新用途才刚刚起步，我们迄今还没有认识到它们的潜能。” Naik表示，格芯正在稳步推进eMRAM的应用，首先专注于物联网和工业用途，然后是汽车级eMRAM — 在此类应用中，温度挑战更加严峻，自动驾驶的数据需求离不开高密度的片上存储器 — 然后才是使用MRAM作为四级缓存，取代处理器上的部分SRAM。 还有另一个非常庞大的市场，即计算存储一体化(PIM)，我们在2019 IEDM大会上经常对这项技术展开讨论。PIM在人工智能(AI)计算中使用某种形式的新兴存储器。MRAM或其他存储器类型，例如阻性RAM或相变RAM，可以充当边缘设备中的本地处理元件。Naik表示：“考虑到MRAM具备诸多优良性能，例如快速写入、高耐久性、高密度和低功耗，MRAM相比于其他NVM拥有独特优势，在面向人工智能应用的PIM计算方面潜力巨大。” 计算存储一体化 Coughlin认同PIM技术具备的潜力。他说：“计算存储一体化可以在任何应用中发挥更大作用，而将人工智能应用放在其他位置运行。我们可以在其他地方进行数据训练，而将一些学习功能放在设备上。至少，计算存储一体化可以在本地运行模型，而不是在数据中心运行。” MRAM还可在数据中心扮演更重要的角色。Coughlin表示：“如果系统没有运行任何负载，MRAM可以保持空闲状态，当需要数据时，它可以立即投入运行。这让我们能够摆脱对易失性存储器的依赖，而更好地利用非易失性存储器。MRAM目前在很大程度上是受到了网络边缘的能耗敏感型应用的驱动，但它也可在数据中心使用。” 总部位于圣地亚哥的Atlazo Inc.,的首席执行官Karim Arabi谈到了边缘设备即将发生的变化。他表示，自动驾驶只是需要海量数据的一种边缘计算而已。 先进的驾驶员辅助系统(ADAS)需要“靠近传感器的低延迟计算”。 Arabi表示：“在数据聚合和训练方面，由于计算功耗和数据大小的原因，云计算更具优势。但其他应用需要更高的功效，就功耗而言，边缘计算的成本比通过无线链路传输至云端的成本要低100至1,000倍。由于隐私性原因，很多数据必须保存在本地。” 在典型的冯诺依曼架构中，大约75%至95%的电能用于在存储器和处理器之间移动数据。Arabi说：“有了MRAM和PC-RAM等新型存储器架构，我们可以使用MRAM来取代一些SRAM，还可将数据从片外DRAM移动至片上MRAM。无论是MRAM还是PC-RAM，都能够创建一种新的计算范式。在未来十年内，随着神经形态计算日臻成熟，MRAM和PC-RAM将变得更加关键。” 新计算架构 格芯将自己定位为MRAM领域的领导者，致力于帮助客户开发功能丰富的差异化产品，以及推动潜在的新计算架构等新技术发展。 格芯计算和无线基础设施部首席技术官兼副总裁Ted Letavic表示：“当今社会已经实现互联，如果你不能处理功率包络范围的数据，不能进行数据分析，那么你就无法从中获利，甚至无法实现人工智能。我们必须拥有分析能力，也就是边缘或数据中心计算能力。” 展望未来，隐私性将促使我们将数据转移到边缘设备，MRAM可在其中扮演重要角色。“我们的个人数据可能在任何位置发布，从网络边缘到数据中心。我们希望将这些数据移动至边缘，以确保您的数据安全，更好地保护隐私性。” 推动边缘计算的第二个因素是带宽。虽然5G将更多数据传输到数据中心，但随着移动数据容量加速增长，这种方法变得不切实际。“即便5G甚至6G能够带来巨大的前景，但您要传输到数据中心进行计算的每一位数据都会占用带宽。我们要达到的目标是，在边缘拥有足够的计算引擎。然后我们可以发送元数据，仅传输结果，而不传输原始数据。” Letavic表示，多家重要研究中心正与格芯开展合作，研究边缘计算的这些新方法。 “这远远超出了单纯的芯片解决方案。我们需要真正改变计算架构。在2019 IEDM大会上的一次采访中，Letavic表示：“我们并非只讨论新的晶体管，以及处理电子和光子的方式，我们讨论的是新的架构。” Letavic将新架构称为即将到来的“计算机设计的文艺复兴”，MRAM能够在其中扮演重要角色。 “在30年时间内，我们第一次考虑采用非冯诺依曼架构，它将带来巨大的功耗优势。我们能够实现比专用架构低100倍甚至1,000倍的功耗。” 由于计算存储一体化方法具有很高的能效，因此MRAM能够在这些非冯诺依曼架构中扮演中心角色。Letavic表示：“作为器件技术人员，我们能够在未来30年内不断改进技术，我们目前仍然没有达到满足我们期望的功耗点。我们必须改变架构和软件堆栈。新的架构带来新的器件类型、平台上的新功能以及解决计算问题的新方法。”
