瑞薩電子開(kāi)發(fā)28奈米嵌入式快閃記憶體技術(shù)

　　瑞薩電子(Renesas Electronics)已開(kāi)發(fā)全新快閃記憶體技術(shù)，可達到更快的讀取與覆寫(xiě)速度。這項新的技術(shù)是針對采用28奈米(nm)嵌入式快閃記憶體(eFlash)制程技術(shù)的晶片內建快閃記憶體微控制器(MCU)所設計。

　　為因應近來(lái)的環(huán)境議題，世界各國對于汽車(chē)性能的法規(CO2排放、燃油效率及廢氣)皆日趨嚴格。因此，傳動(dòng)系統必須支援新的引擎控制方法。此外，先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)現在希望能創(chuàng )造安全、防護及舒適的汽車(chē)體驗。為因應上述市場(chǎng)需求，汽車(chē)MCU必須進(jìn)一步提升效能，甚至進(jìn)一步降低功耗。

　　瑞薩正持續開(kāi)發(fā)以SG-MONOS架構為基礎的MCU eFlash記憶體，此架構在高可用性、高速及低功率方面皆獲得良好的記錄。從40奈米制程轉移至業(yè)界最先進(jìn)的28奈米制程的同時(shí)，此新技術(shù)可透過(guò)瑞薩優(yōu)異的電路技術(shù)達到更大的記憶體容量及更高的處理效能。

　　新的快閃記憶體技術(shù)功能為，由于記憶體單元的尺寸縮小，因此記憶體單元電流得以降低。雖然可透過(guò)字元線(xiàn)(Word Line)增速方式以確保足夠的讀取電流(記憶體單元選擇閘極)電壓，但必須考量閘氧化物可能會(huì )受到高溫的負面影響。利用記憶體單元電流的溫度依存性與周邊電晶體的可靠性是逆相關(guān)的事實(shí)，已在字元線(xiàn)增速電壓中加入負向的溫度依存性，相較于簡(jiǎn)單的字元線(xiàn)增速方式，可使周邊電晶體的可靠性使用壽命提升10倍。結果將使隨機讀取速度從160增加至200 MHz，并達到高可靠性。

　　瑞薩已開(kāi)發(fā)一項新的技術(shù)，可藉由監控抹除速度并控制抹除作業(yè)，使最大抹除電壓在高速抹除時(shí)可受到抑制，以減輕層間介電質(zhì)的抹除電壓應力。如此可在抹除作業(yè)中面對高電壓應力時(shí)達到高可靠性，同時(shí)高壓金屬線(xiàn)與記憶體單元中的介電質(zhì)膜也會(huì )隨著(zhù)更精細的制程節點(diǎn)而變得更薄。另外，瑞薩已開(kāi)發(fā)的新高速寫(xiě)入技術(shù)，可藉由將負反向偏壓附加至記憶體單元以降低寫(xiě)入脈沖持續時(shí)間，并可平行寫(xiě)入多個(gè)快閃記憶體巨集。因此，可達到每秒2.0MB的寫(xiě)入速度，為最快的eFlash記憶體寫(xiě)入速度。

　　由于預期未來(lái)實(shí)際產(chǎn)品的eFlash記憶體覆寫(xiě)周期計數將會(huì )增加，例如因為空中安全下載(OTA)程式更新等，因此必須將電源供應雜訊與電磁干擾(EMI)在覆寫(xiě)作業(yè)時(shí)對于整體系統運作的影響降至最低。因此，瑞薩開(kāi)發(fā)一項技術(shù)，采用展頻時(shí)脈產(chǎn)生(SSCG)做為產(chǎn)生用于快閃記憶體覆寫(xiě)作業(yè)之高電壓的充電泵的驅動(dòng)時(shí)脈，以降低上述感應雜訊。

　　瑞薩目前已建立4MB程式儲存eFlash記憶體與64KB資料儲存eFlash記憶體的原型，采用28奈米eFlash記憶體制程，并以超過(guò)200MHz的時(shí)脈達到6.4GB/s讀取速度。雖然瑞薩先前已確認以40奈米制程封裝的原型晶片在160MHz時(shí)脈的讀取運作，由于上述新技術(shù)，目前進(jìn)一步確認獲得25%的產(chǎn)品特性提升。

　　此外，由于程式儲存eFlash記憶體容量的增加而必須符合更高寫(xiě)入效能的需求，瑞薩已達2.0MB/s寫(xiě)入速度。相對于瑞薩采用40奈米制程技術(shù)的傳統產(chǎn)品，效能提升近兩倍。瑞薩預期將可帶來(lái)極大的助益，協(xié)助客戶(hù)達到高容量的汽車(chē)快閃記憶體，藉由上述eFlash記憶體電路技術(shù)，同時(shí)達到高效能與高可靠性。