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すべてのタイプの記憶は毎日発生する新しいデータの猛攻撃を扱う要求がより大きい容量、低価格、最高速度および低い電力のために育つと同時に圧力に直面している。それは確立した記憶タイプまたは目新しい取り組み方であるかどうか、継続的だった仕事は加速ペースで記憶のための私達の必要性として進むことを量り続けるように育つ要求される。

「データこの世界の新しい経済である」、はナガ語Chandrasekaranを最近のIEDMの会議の完全な提示のミクロンのテクノロジー開発の上席副社長言った。

Chandrasekaranはデータの爆発を説明するある例を与えた。単独でヘルスケアのために、企業は2013年にデータ、2020年に15回までに多分育った数の153のexabytesを発生させた。新しいデータ セットを発生させ、貯え、共有し、そして流すかどれがのまた使用中の100億モバイル機器がそれぞれある。世界規模で、毎日発生するデータの総計は2.5のquintillionバイトの順序にどこかにあり、数はすぐに上がっている。

データのこの波は2020年に破片工業の成長の後ろの大きい運転者だった。今週SEMIの企業の作戦のシンポジウムで、分析者は予想にもかかわらず継続的だった破片の企業の成長の大きい驚きの1つとしてそれを数が流行病が原因でタンクに入れぶこと、指した。

「記憶重要な要素だった可能にする」、はマリオ モラレスを、ためのプログラムIDCの技術そして半導体を言った副大統領。「記憶は10.8%を育てた。しかし否定論履積は育った30%以上」。

このデータすべてはライフサイクル中の記憶を要求し、IEDMの提示は記憶の3つの部門についての3最大の関心事を広げて置いた:ドラム、否定論履積のフラッシュおよび新興技術。

ドラムのスケーリングの挑戦
ドラムはほとんどの解決の主要部分に残る。それは、安く、一般に信頼できる証明される。しかしそれはまた完全には程遠い。3つの問題はrowhammer、感覚の差益およびゲートの積み重ねとのIEDMの取り引きで強調した。

「継続的だった側面スケーリングのドラム装置側面で、私達は語線が絶えず[すなわち、打たれる]演説するとき広く知られていた現象、充満インターフェイスでトラップの場所で集まりがちである」である列のハンマーとの挑戦に直面している、ミクロンのChandrasekaranを言った。「これらの充満が解放されるとき後で、拡散を漂わせること当然彼らは近隣ビットおよび結果の担当した利益に移住する。これによりデータ損失のメカニズムを引き起こし、保証挑戦である場合もある」。

漂う充満はゆっくり各アクセスを用いる近隣の細胞の内容を–少し妨げる。速い連続の十分な時間、犠牲者の細胞が次に先んじる状態を失うことができた後周期を新たになりなさい。

ウェンディーElsasser、腕の顕著なエンジニアは、同意した。「列ハンマー重要な安保問題に残り、ビットが記憶の安全な地域に近づくことを許されるためにいかに弾くことができるかと」は彼女についての多数のペーパーで言った文書化された。

これは新しい問題ではないが、基本的問題は各生成とより悪くなっている。「私達が平面のスケーリングのドラムを量るので、近隣の細胞の効果はほぼ隣人の細胞の効果になることができより多くの細胞は影響を与えられて得がちである」Chandrasekaranを言った。「この問題はちょうど私達が」。より薄いドラムを量り続けると同時により悪くなって、

これが完全に除去するべきずっと挑戦的な問題であるので解決は制御に焦点を合わせた–弱められた細胞を再建するために早く出て新たにすれば限界の後のそれ以上のアクセスを防ぐことは達された。JEDECはDRAMチップおよびドラムのコントローラー両方に焦点を合わせるあるモードおよび命令を加えたがそれらは軽減根原因問題への解決ではなくである。

論理はドラム自体に可能な攻撃を検出するために加えることができ記憶IPの創作者はよりずっと強い保護で造るために働いている。「私達はそのようなアクセスを検出するためにハードウェア論理を使いそれから順向にそれらの列へのアクセスを」、注意したVadhiraj Sankaranarayanan、Synopsysの年長の技術的なマーケティング部長に限る。「しかしそれは性能有効なそれではない。代わりは順向に」。打たれるそれらの列に隣接して列を新たになることである

性能および力の理由のために、攻撃を検出するための責任の一部はコントローラーに置かれた。「コントローラーがチャネルに行く交通を管弦楽に編曲するものであるのでコントローラーで」Sankaranarayanan加えた用いることができるいろいろな技術がある。

根本的原因に関して、細胞改善の工学技術の成果は続くが、より常に狭い細胞はこれに継続挑戦をする—特にダイスのサイズを適度保ち、付加的な処理するか、または材料の費用を最小にする必要性とつながれた場合。

ドラムを量るとき次の挑戦は感覚アンプの差益を狭くすることを含む。「アスペクト レシオを高め、新しい材料をもたらすために私達を運転する細胞キャパシタンス減少」は時感覚差益減るChandrasekaranを言った。「しかし最も理想的な誘電材料–空隙–とビット ライン抵抗/キャパシタンス特徴は安いライン間にほとんどスペースがないので私達が量るように挑戦される。そしてこれはどんな誘電材料を私達が置いてもいく、結局私達の感覚の差益に」。挑戦するか限る

さらに、より小さいトランジスターは減らされた感覚の差益を間接的にもたらしている。「私達がよりよい配列の効率を得てもいいように感覚のアンプのトランジスター区域が減らされて得ると同時に境界電圧変化は増加する」と彼は言った。これはアナログ回路のための特定の挑戦であり、継続的だった計量のために継続的だった仕事を要求する。

ドラムの従来の低価格のゲートの積み重ねとの計量はまた力およびパフォーマンス上の問題に動いている。「ケイ素のoxynitrideのゲート酸化物の技術の高性能CMOSの多結晶性ケイ素のゲートずっと長年に渡るドラム工業の主流である」、はChandrasekaranを言った。「それは有名であり、非常によい要された解決である。但し、それは直面している会合の複数の挑戦に要求した力および性能に会うために量るEOT （同等の酸化物の厚さ）を」。

代替案は高Kゲートの酸化物および金属ゲートCMOSである。両方の技術は論理の技術の世界で共通で、記憶CMOSスケーリングのための魅力的な選択である。これはまたよりよいドライブ、より少ない変化およびトランジスター一致の特徴を提供する。

しかしそれは転換プロセスのちょうど簡単な問題ではない。記憶のこの技術の採用は周囲および端装置を可能にし、配列の統合を用いるよい両立性を持つために設計する注意深い装置を要求する。そしてこれすべてはドラムの切望された入手可能性を保っている間起こる必要がある。

3D抜け目がない計量の挑戦
平面からの3Dへの移はセルのサイズの増加によって否定論履積のフラッシュ・メモリを持っている、今のところ、軽減した新しいオリエンテーションの不十分な貯えられた電子を持っていることの問題を積み重ねた。しかし層の増加の数として—既にたくさんで—ひもの現在、統合されたCMOSのトランジスターおよび物理的な強さは注意を必要とする。

ひもの流れはひもがより長くなると同時に印を付けている。「縦のスケーリングを高めることは完全に現在をひもでつなぐために挑戦し、センス操作をさらに困難にするため」、Chandrasekaranを言った。ひもの流れは層をずっと移動し、次に再度バックアップしなければならない。より多くの層、より長いのおよび抵抗はこの道あり、流れを下げる。

特定の挑戦はチャネル材料がpolysiliconであるという結晶粒度およびトラップ密度への減らされた移動性そして強い依存の事実、である。「これらの高面の比率の構造の結晶粒度を制御することは大きな挑戦である。沈殿および処置のそう新しい方法は要求される」、Chandrasekaranを言った。

また、新しい材料はひもの現在のそのまま保つのを助けるかもしれない。「またおそらくひもの流れを改良する、代替チャネル材料として考慮されている複数の新しい材料がと」、彼言ったある。「しかしそれらはまた信頼性のメカニズムおよび細胞の特徴自体の点では提供する新しい挑戦を」。

（縦である）ロー・ピッチのスケーリングまたことができる助ける促進しなさいしかしそれは不十分な電子を貯えることの方に戻る細胞のサイズを減らす。これは単語ライン ピッチが量り続ければ限界に結局当り、3D否定論履積のより大きいセルのサイズの利点を減少する。「長い目で見れば、細胞のための十分なスペースを持っていないし、少数電子効果の平面否定論履積」とと私達は同じ挑戦に直面する彼は言った。

その間、必須力および性能に遅れずについていくことができるように周辺回路部品のための処理する高度CMOSへの転移へ必要性がある。これはドラム–メモリ セルおよび論理両方の条件を満たすために設計する注意深い装置のための必要性を持って来ることの高Κ金属のゲートに動く必要性をエコーする。

そしてより多くの層が加えられると同時に最終的に、それは強い処理のための十分なバルク ケイ素を維持している間携帯電話のような控えめな適用のためにダイスを十分に薄く保つ挑戦になる–。「次の複数の生成に、移動式解決のための形態要因およびパッケージの条件を、活動的な装置の厚さはケイ素の上に満たすためにケイ素の厚さ自体」、より高いChandrasekaranを言った。「それは新しい後部の処理の挑戦を作成し、ウエファーのそりは大きい問題になる。強さは死に、ウエファーの処理は私達の後部装置のテクノロジー開発を」。運転する新しい挑戦であることを行っている

出現の記憶挑戦
多数の技術は次の主要な不揮発性メモリであるために竸っている。これらは開発プロセス、ferroelectric RAM （FeRAM）、および関連電子RAM （CERAM）をにphase-change記憶（PCRAM）、抵抗RAM （RRAM/ReRAM）、磁気抵抗RAM （MRAM）、および、先に含める。PCRAMがIntelの交差点の記憶の生産に当り、STT-MRAMが高められた統合を見ている間、これらの技術のどれも今日次の大きい事の単独のふたを要求できない。主要な挑戦は新しい材料の信頼性そして使用に主として関連している。

MRAMはこの競争のより有望な加入者の1つである。「MRAMドラムおよびフラッシュのような充満ベースの記憶と非常に異なっている情報を貯えるのに材料の磁気状態を使用するタイプの記憶」、は説明したMeng朱、KLAの製品マーケティングマネージャーをである。それが簡単に聞こえるかもしれない間、MRAMsはまた造り薄層による既存の記憶およびそれらの層で使用される異なった材料よりにくい。

同様に、PCRAMは細胞のためのchalcogenidesに頼る。RRAMsは薄い絶縁体によって決まる。そしてFeRAMはferroelectric状態に転換できる材料を必要とする。CERAMは開発に構成がまだ確立していないが、新しい材料および敏感なアセンブリは本当らしいこと十分に早くである。

これらの新しい記憶タイプすべてのための質問は彼らがそのうちにそして何百万の読み書き操作にいかに遅れるかである。「一流の出現の記憶解決の多数は理解される必要がある新しい信頼性メカニズムの挑戦に」言ったChandrasekaranを直面する。

MRAM、存在は他の技術の一部よりずっと、重要である一種の細部のよい例を提供する。「MRAMのための主要な故障のメカニズム薄いMgOの障壁の摩耗である」はと朱は言った。「障壁が持っているとき欠陥は、ピンホールまたは物質的な欠点のような、接続点の抵抗次第にそのうちに減り、また抵抗（故障）の突然の低下に導く場合がある」。

他の記憶タイプはまだ自身の信頼性のメカニズムを管理するために識別し、持っている。持久力およびデータ保持の質問は主張し、–特に細胞が機械学習のために計算する内部記憶のような適用のためのアナログの記憶の使用のために考慮されるとき細胞の抵抗の進化は重大な重要性をそのうちにもつ。

挑戦に加えるため、これらの新しいメモリ セルの多数は温度に敏感であり、材料は伝統的に半導体プロセスで使用される確立したガスおよび他の化学薬品のいくつかとよく相互に作用しないかもしれない。

「これらの高度の記憶解決で使用される材料のほとんどは温度であり、化学薬品に敏感」、Chandrasekaranを言った。「これは私達のfabsの低温処理および包囲された制御の導入を要求し、それらが細胞材料と反応し、性能に影響を与えがちであるのでまた有名なガスおよび化学薬品の使用を限る。そのような限定はだけでなく、これらの材料を処理することを困難にするがまた加えるより多くの費用を」。流れを定義することは使用が両方とも低温を化学これらの記憶が主流を入れることができるように細胞の低下をである必要こと防ぎ。

IEDMで示される挑戦のリストは決して徹底的な間、展開のシステム要件に遅れずについていくことができるペースで量り続けるためになされなければならない挑戦の改善のコレクションとの企業を示す。より多くのデータは処理およびより多くの記憶を要求し、この問題を扱う方法の多くがある。しかしアプローチはすべての問題を解決しないし、より多くのデータが発生するより多くのタイプの記憶がもたらされるように、まだ発見されていない付加的な問題があり。Bryon Moyerから