英特尔再次展示基于SOI的浮体单元

　　在2008年6月17日～20日于夏威夷举行的2008年VLSI（超大规模集成电路）技术研讨大会上，英特尔公司再次展示了其FBC浮体单元（floating-body cell）技术，该技术用于微处理器中先进的缓存设计。

　　但现在最大的问题是：英特尔公司最后是否会采用SOI（绝缘硅）技术，虽然其介绍了世界上最小的基于SOI的FBC平面工艺设备，这些有可能运用在15纳米节点上。在相关的论文里，英特尔还介绍了新的用于SRAM缓存单元的自适应电路技术。目前这两种技术都还处在实验阶段。

　　在FBC（又称FB-RAM）的这场角逐中，AMD也是强劲的竞争对手。两年前，AMD就得到了ISI公司嵌入式FBC技术的许可。

　　多年来，FBC一直扮演着传统缓存替代品的角色，这是因为目前基于电容的存储技术已无法适应新形势。与目前标准的用于微处理器的使用6个晶体管（6T）的缓存相比，FBC有望提高存储密度。

　　ISI公司称：“在一个标准的DRAM中，有一个电容和一个晶体管。电容存储1或0的逻辑状态，而晶体管则提供连接到电容的其余电路。在读取一个DRAM存储单元时，晶体管导通，电容的电荷就可以流入位元线，产生一种可侦测到的微小的电压。”

　　不过ISI公司市场营销部副总裁Jeff Lewis提醒到，DRAM的电容存在一些大问题，加速了对新构架的需求。在最近于加利福尼亚举行的设计自动化会议上接受采访时，他曾说：“将电容按比例缩小几乎不可能了。”Lewis 推测，可能还会有一到两代的DRAM技术将电容按比例缩小，所以在存储器设计中可能需要FBC。但是他还指出，FBC技术也存在一些问题，“引进一项新的存储器技术也是一个挑战。”

　　大体而言，FB-RAM摒弃了传统的基于块状硅的DRAM位单元对电容的使用，在CMOS中，组成晶体管的电荷由稳定的电压束缚着。在SOI中，那些没有被束缚住的电荷“漂浮”在硅上的厚厚的氧化层中。要让这些漂浮的电荷像电容那样工作，就必须严格控制其两端的电压。

　　英特尔科技与制造部门副总裁兼元件研究室总监Mayberry，在2006年的一次电话会议中曾说，与缓存设计中传统的嵌入式内存相比，FBC能将比特的数量扩大3～4倍。那时英特尔正在研究一种可以应用FBC技术的双栅晶体管结构。

　　现在在VLSI2008会议上，芯片巨头英特尔介绍使用SOI的平面架构，这在某种程度上违背了以往的立场。与在处理器设计中都采用了SOI的竞争对手AMD和IBM不同，英特尔在主流产品的生产中摒弃了这项技术。

　　在SOI这件事上，英特尔公司采取了与其竞争对手不同的方式并不奇怪。英特尔表示，“FBC是SOI上的一个平面装置，但是其膜厚度与传统的SOI却截然不同。举例而言，与最常见的SOI执行的相比，氧化埋层的厚度只有10纳米，而前者则大于100纳米。这意味着，为厚的氧化埋层（BOX）进行的SOI设计不能适用于薄的氧化埋层，反之亦然。这是我们在选择技术之前，必须解决的众多问题之一。目前还处在研究阶段，所以，我们正在寻找更多的选择。”

　　在英特尔这篇题为"在硅薄膜和氧化埋层（BOX）薄膜上采用高k栅介质 + 金属栅极工艺制造的浮体单元存储器，适用于15纳米及更精细制程下的节点。（A Scaled Floating Body Cell Memory with High-k + Metal Gate on Thin-Silicon and Thin-BOX for 15-nm Node and Beyond）"的论文中指出：英特尔已经制造出世界上最小的FBC平面装置，其功能部件的栅极长度降至30纳米。

　　英特尔称，与其他类似的设备相比，英特尔设备的尺寸已先进了两代。采用60纳米栅极的英特尔FBC设备展现了合适的存储保持能力，其单元尺寸可以低于0.01um2，因此非常适合在15纳米制程节点下使用。由于实际器件与仿真之间有着良好的一致性，预期它未来还可以应用10纳米制程技术。

　　在一篇相关的论中，该公司则采取了另外一条线路，据英特尔表示，“这项新的自适应电路技术，通过增强单元对制程、电压和温度变化的耐受度来降低SRAM缓存单元的最低工作电压（或Vccmin）。在特定工作条件下对45纳米测试芯片进行测试的结果表明单个单元错误量降低了26倍。这些电路让英特尔的处理器能够达到更高的性能和能效，且不会在未来制程上出现错误。”

　　AMD也不甘示弱，两年前，该公司获得了ISI的许可，购得该公司开发的名为Z-RAM的浮体SOI内存技术储，该技术将应用于存储器和微处理器之中。报道称，AMD正在寻找容量更大、适用于3级缓存的技术。韩国的现代半导体公司也获得了Z-RAM技术专利，但是AMD和现代两家公司目前还未推出基于这一技术的新产品。

关键字：FBC  纳米  单元  绝缘硅  缓存  晶体管  存储  密度

编辑：汤宏琳 引用地址：https://news.eeworld.com.cn/newproducts/memory/200806/article_18091.html

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