奈米電子與數位科技領域的全球研究與創新先驅─比利時微電子研究中心(imec),今天在全球超大型積體電路技術及電路研討會(Symposia on VLSI Technology and Circuits)公布了世界首見適用於 NAND 裝置的垂直堆疊鐵電摻雜人工智慧的二氧化鉿(HfO2)設備展示,使用新材料和新型架構,比利時微電子研究中心創造了一種具有引人注目特性的非揮發性記憶體(Non-volatile Memory)概念,用於功率消耗、交換速率、可擴縮性和保留,這個成就顯示,鐵電記憶體在記憶體階層的各個方面都是相當有希望的技術,並且能作為儲存級記憶體的新技術,比利時微電子研究中心將與世界頂尖的記憶體 IC 製造商合作,進一步發展此概念。

鐵電材料由展現自然極化的晶體所組成;它們可以處於兩種狀態其中之一,可以用合適的電場逆轉,這種非揮發性特徵類似於鐵磁性,因而以此命名,於五十多年前被發現,由於功耗非常低、非揮發性和高交換速率,因此鐵電記憶體一直被認為相當理想,然而,材料複雜的問題、界面層的崩潰和不良的保留性帶來了很大的挑戰,最近在二氧化鉿(HfO2)中發現了一個鐵電相,一種眾所周知的且較不複雜的材料,引發了對這種記憶體概念的再次關注。

比利時微電子研究中心的記憶體技術首席科學家 Jan Van Houdt 說:「有了二氧化鉿(HfO2),如今便有了一種完全相容於 CMOS(互補金屬氧化物半導體)能用以處理鐵記憶體的材料,這允許我們在平面和垂直的變化中製造鐵電 FET(FinFET),我們正在努力克服一些剩下的問題,例如保留、精確的摻雜技術和界面屬性,以穩定鐵電相,我們現在有信心,我們的 FeFET 概念具有所有必要的特性。我們現在有信心,我們的 FeFET 概念具備所有必要的特性,事實上,它適用於記憶體階層各個方面的單獨和內嵌式記憶體,從非揮發性動態隨機存取記憶體(DRAM)到類快閃記憶體,對於未來的存儲級記憶體,它具備格外有趣的特點,這將有助於克服目前由快速處理器與較慢的大容量記憶體之間的速度差異所造成的瓶頸?!?br />
比利時微電子研究中心最近向其合作夥伴提出了第一個非常確定的成果,研究中心目前正向所有記憶體合作夥伴對於垂直 FeFET 的進一步開發和工業化提供一個方案,其中包括世界上生產記憶體 IC 的主要公司。

”?Van Houdt 補充:「FeFET 可以用作為建構非常類似快閃記憶體的記憶體的技術,但具有進一步定標、簡化處理和功率消耗的附加優點,憑藉我們在高階快閃記憶體上的長期研發和加工經驗,我們擁有獨特優勢,為我們的合作夥伴在這令人興奮的時機提供一個開端,然後,他們可以決定如何在其產品和晶片中最佳運用鐵電記憶體?!?br />
比利時微電子研究中心與其核心 CMOS(互補金屬氧化物半導體)計畫方案的主要合作夥伴合作進行對於高階記憶體的研究,包括格羅方德 GlobalFoundries、英特爾 Intel、美光科技 Micron、高通 Qualcomm、三星電子 Samsung、SK 海力士 SK Hynix、索尼 Sony、東芝 - 新帝 Toshiba-Sandisk 和臺積電 TSMC。