Китайски учени съобщиха за разработването на алтернативна DRAM клетка – по-евтина и по-добра от „класическата“

Въпреки че Китай е подложен на санкции по отношение на възможността да закупува модерно оборудване за производство на чипове, включително оперативна памет, това не пречи на работата на изследователите. Нещо повече, санкциите принуждават изследователите да търсят по-активно алтернативи на класическото производство, включително разработването на перспективни архитектури.

Едно такова откритие е разработването на архитектура на DRAM клетка без участието на задължителния кондензатор.

За разработката съобщиха изследователи от Института по микроелектроника към Китайската академия на науките (IME CAS), които създадоха производствения процес на новата памет съвместно с други научни институции в Китай. Става дума за DRAM клетка със стандартен относителен размер от 4F² (това е минималният размер на класическа клетка памет с един транзистор и един кондензатор). По този начин клетката на новата архитектура не е по-голяма от класическата, което вече подсказва за добри перспективи за развитие.

Най-важното е, че „китайската“ клетка не съдържа отделен кондензатор за съхраняване на заряд (данни), което винаги е било проблем за намаляване на мащаба на производствения процес на DRAM.

Вместо това зарядът се съхранява в канала на контролния транзистор на клетката, известен още като плаващ заряд. Освен това клетката има два контролни транзистора (схема 2T0C), което им позволява да съхраняват заряда заедно в един общ канал. Това повишава стабилността на клетката във всички режими на работа, включително намалява токовете на утечка. Тази архитектура също така позволява във всяка клетка да се записват по два бита данни, осигурявайки четиристепенна стойност на заряда.

Не по-малко хитро е замислен и технологичният процес на новата памет, който се състои само от една експозиция и една обработка след експозицията.

Литографската обработка се извършва веднага за предварително подготвена многослойна пластина, състояща се от 5 нанометрови слоеве полупроводници като IGZO материали, тантал и други, разделени от четири слоя изолатор от силициев диоксид.

Според изследванията, направени върху образци от новата памет, клетката може да съхранява данни в продължение на 470-500 секунди без регенерация. Това не е NAND флаш, но е интересно и от гледна точка на намаляване на потреблението на новата DRAM архитектура. Това свойство може да бъде търсено при вградената DRAM архитектура за мобилни приложения. Латентността на четене е 50 ns, което е сравнимо с възможностите на DDR5. Температурните отклонения на напрежението на гейта са в допустимия диапазон – по-малко от 100 mV за 85°C.

Въпреки това все още е под въпрос дали тази памет ще влезе в производство. Очевидно е, че само лабораторните тестове не са достатъчни за това. Нивото на дефектите и повторяемостта на характеристиките в производствени условия са неясни. Така или иначе, от лабораторни образци до серийни чипове може да минат не години, а дори десетилетия, както показва практиката на внедряване на ReRAM, FeRAM, MRAM и други видове обещаващи видове памет.