瑞薩電子開發(fā)28奈米嵌入式快閃記憶體技術(shù)

　　瑞薩電子(Renesas Electronics)已開發(fā)全新快閃記憶體技術(shù)，可達到更快的讀取與覆寫速度。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(nèi)建快閃記憶體微控制器(MCU)所設(shè)計。

　　為因應(yīng)近來的環(huán)境議題，世界各國對于汽車性能的法規(guī)(CO2排放、燃油效率及廢氣)皆日趨嚴格。因此，傳動系統(tǒng)必須支援新的引擎控制方法。此外，先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)現(xiàn)在希望能創(chuàng)造安全、防護及舒適的汽車體驗。為因應(yīng)上述市場需求，汽車MCU必須進一步提升效能，甚至進一步降低功耗。

　　瑞薩正持續(xù)開發(fā)以SG-MONOS架構(gòu)為基礎(chǔ)的MCU eFlash記憶體，此架構(gòu)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(zhuǎn)移至業(yè)界最先進的28奈米制程的同時，此新技術(shù)可透過瑞薩優(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。雖然可透過字元線(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，已在字元線增速電壓中加入負向的溫度依存性，相較于簡單的字元線增速方式，可使周邊電晶體的可靠性使用壽命提升10倍。結(jié)果將使隨機讀取速度從160增加至200 MHz，并達到高可靠性。

　　瑞薩已開發(fā)一項新的技術(shù)，可藉由監(jiān)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可受到抑制，以減輕層間介電質(zhì)的抹除電壓應(yīng)力。如此可在抹除作業(yè)中面對高電壓應(yīng)力時達到高可靠性，同時高壓金屬線與記憶體單元中的介電質(zhì)膜也會隨著更精細的制程節(jié)點而變得更薄。另外，瑞薩已開發(fā)的新高速寫入技術(shù)，可藉由將負反向偏壓附加至記憶體單元以降低寫入脈沖持續(xù)時間，并可平行寫入多個快閃記憶體巨集。因此，可達到每秒2.0MB的寫入速度，為最快的eFlash記憶體寫入速度。

　　由于預(yù)期未來實際產(chǎn)品的eFlash記憶體覆寫周期計數(shù)將會增加，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(yīng)雜訊與電磁干擾(EMI)在覆寫作業(yè)時對于整體系統(tǒng)運作的影響降至最低。因此，瑞薩開發(fā)一項技術(shù)，采用展頻時脈產(chǎn)生(SSCG)做為產(chǎn)生用于快閃記憶體覆寫作業(yè)之高電壓的充電泵的驅(qū)動時脈，以降低上述感應(yīng)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200MHz的時脈達到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時脈的讀取運作，由于上述新技術(shù)，目前進一步確認獲得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入效能的需求，瑞薩已達2.0MB/s寫入速度。相對于瑞薩采用40奈米制程技術(shù)的傳統(tǒng)產(chǎn)品，效能提升近兩倍。瑞薩預(yù)期將可帶來極大的助益，協(xié)助客戶達到高容量的汽車快閃記憶體，藉由上述eFlash記憶體電路技術(shù)，同時達到高效能與高可靠性。