CEA-Leti 在下一代内存和 RRAM 储能方面取得突破
2022/3/15 17:03:53
来源:《半导体芯科技-SiSC》2021年12月/2022年1月期刊
CEA-Leti在下一代内存和电阻式RAM(RRAM)储能方面取得新突破,有望大大推进RRAM器件的能量存储技术。CEA-Leti提出了一种"新奇方法",通过对RRAM器件施加不同的偏压,使RRAM有望既可以作为能量存储元件又可以作为内存来运行,取决于所施加的偏压。
内存能量是内存计算的一个补充功能,而内存计算是 CEA-Leti路线图的重点。它可以大大减少能耗,因为基于RRAM的电池具有高度可扩展性和动态可分配性,并且它们可以放在靠近处理器的内存块旁边。当处理器需要峰值功率(通常来自外部电源)时,将能源供应放在靠近处理器的地方尤其有用。
这减少了传输线上的电力使用,同时提高了供电网络 (PDN)的效率。除了显示出更高的能量和功率密度之外,CEA-Leti提出的这种混合双型(双行为)器件还与CMOS制造工艺兼容。
“我们的工作试图用一种创新的方法,最先进的完全不同的解决方案来解决现代节能计算的需求。”CEA-Leti 的高级专家Gaël Pillonet表示,“这种内存能量的能力非常有益,可以为附近的处理单元和内存提供本地就近和高带宽的能量供应。我们的研究是关于在RRAM 中实际实施纳米电池效应的第一份可行性报告,对能量和功率密度能力进行了量化,并与当前的最佳解决方案进行了比较。” RRAM被认为是下一代存储器的主要候选者,因为它在可扩展性、成本和CMOS工艺兼容性方面具有很好 的性能。 这项研究成果发表在《Advanced Electronic Materials》中,论文题目是“In Memory Energy Application for Resistive Random-Access Memory”(RRAM 的内存能量应用)。 高能量和功率密度是由于该研究中的RRAM器件依靠法拉第过程将信息存储在有效容积内,使得提取值(功率和能量密度)远远超过静电电容器,并且可以与微型超级电容器相媲美。此外,该技术具有强大的可扩展性:一个单元的尺寸可以低至10-7平方毫米,不会损失储能能力,而最先进的超级电容器大约是10-3平方毫米。这意味着这种新型RRAM器件比最小尺寸的微型超级电容器的可扩展性高104倍。
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