近日，Kilopass Technology宣布推出垂直分層晶閘管(Vertical Layered Thyristor)技術(shù)，簡(jiǎn)稱VLT技術(shù)。據(jù)Kilopass首席執(zhí)行官Charlie Cheng稱，該技術(shù)集低成本、低功耗、高效率、易制造等諸多優(yōu)點(diǎn)于一身，有可能顛覆目前的DRAM產(chǎn)業(yè)格局。
最適用于云計(jì)算/服務(wù)器市場(chǎng)的DRAM技術(shù)
Charlie Cheng指出，DRAM整體市場(chǎng)較為穩(wěn)定，未來(lái)隨著PC、手機(jī)等方面的市場(chǎng)需求萎縮，新的增長(zhǎng)點(diǎn)將出現(xiàn)在云計(jì)算/服務(wù)器等市場(chǎng)領(lǐng)域。然而當(dāng)前的DRAM技術(shù)用于該市場(chǎng)領(lǐng)域面臨著功耗太高的問(wèn)題。
當(dāng)前DRAM技術(shù)的存儲(chǔ)單元，基本的結(jié)構(gòu)是1個(gè)晶體管搭配一個(gè)電容器(1T1C)。這種存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)目前只能做到20nm工藝，受制于電容器的尺寸和電容量，DRAM的尺寸縮小再往下走非常困難。
同時(shí)，因?yàn)檩^小的晶體管帶來(lái)更多的漏電流，且較小的電容器結(jié)構(gòu)擁有更少的電容量，這將導(dǎo)致兩次刷新之間的間隔時(shí)間必須縮短。由于刷新周期頻率的加快，16Gb DDR DRAM中高達(dá)20%的原始帶寬將丟失，這給多核/多線程服務(wù)器中的CPU帶來(lái)負(fù)擔(dān)，使CPU必須擠壓每一點(diǎn)兒性能來(lái)保持系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力。
對(duì)于在預(yù)計(jì)工作溫度在37.5攝氏度下的手機(jī)、PC等市場(chǎng)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的DRAM技術(shù)功耗情況影響不大。但對(duì)于常年處于80攝氏度以上高溫環(huán)境的服務(wù)器來(lái)說(shuō)，功耗的降低至關(guān)重要。
Kilopass開(kāi)發(fā)的VLT技術(shù)，則是通過(guò)垂直方式實(shí)現(xiàn)晶閘管架構(gòu)，形成鎖存，徹底摒棄了傳統(tǒng)DRAM需要的電容。因此，不再需要刷新周期，也不存在漏電，性能利用率可以達(dá)到100%，同時(shí)可以清晰地區(qū)分開(kāi)“0”和“1”的信號(hào)。
“與目前最主流的DRAM技術(shù)相比，VLT技術(shù)與現(xiàn)有的DDR標(biāo)準(zhǔn)兼容，可以將尺寸縮小近30%，待機(jī)功耗降低10倍，性能提高15%，晶圓光照加工步驟減少三分之一，成本降低45%。”
Charlie Cheng告訴記者。他表示，VLT采用的工藝技術(shù)與邏輯CMOS的工藝兼容，也不需要采用新的材料，對(duì)企業(yè)原有的制造產(chǎn)線并不需要進(jìn)行太多的更改就可以生產(chǎn)基于VLT技術(shù)的DRAM產(chǎn)品，還可以利用模擬器軟件調(diào)整技術(shù)和良率。
據(jù)了解，VLT存儲(chǔ)單元的運(yùn)行和器件測(cè)試已于2015年完成，一塊完整的內(nèi)存測(cè)試芯片已于5月份成功流片，早期芯片測(cè)試正在進(jìn)行當(dāng)中，新一代10nm技術(shù)的驗(yàn)證有望在2017年完成。
中國(guó)發(fā)展存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的第二條路?
Charlie Cheng指出，VLT技術(shù)避開(kāi)了傳統(tǒng)DRAM制造中溝電容的制造，可以繞開(kāi)目前DRAM存儲(chǔ)器三大巨頭的技術(shù)授權(quán)限制，對(duì)于急于發(fā)展自己存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的中國(guó)來(lái)說(shuō)具有特殊意義。
眾所周知，存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)正成為中國(guó)半導(dǎo)體投資的重要方向。近兩年以來(lái)，武漢新芯擬投資240億美元打造國(guó)內(nèi)集成電路存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)基地，福建省晉華存儲(chǔ)器集成電路生產(chǎn)線項(xiàng)目一期投資額370億元，還有紫光集團(tuán)宣布收購(gòu)武漢新芯大多數(shù)股權(quán)后改名為長(zhǎng)江存儲(chǔ)技術(shù)公司。
Charlie Cheng告訴記者，VLT技術(shù)雖然無(wú)法替代現(xiàn)有的DRAM技術(shù)，但可以成為中國(guó)發(fā)展DRAM存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的第二條路徑。與目前已有繼續(xù)沿著傳統(tǒng)DRAM技術(shù)的路線相比，VLT技術(shù)所需的投資額度不大，但已在20納米至31納米工藝上通過(guò)驗(yàn)證，是一條可行的自主性發(fā)展的技術(shù)道路。
“加上需要支付kilopass的授權(quán)費(fèi)用和驗(yàn)證費(fèi)用，大約投入100萬(wàn)美元就可以實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。”Charlie Cheng向記者透露。
當(dāng)然，該技術(shù)也存在其局限性。VLT技術(shù)存儲(chǔ)單元的讀寫(xiě)方式，是Intel和美光所采用的XPoint的讀寫(xiě)方式，只能靠發(fā)送的電壓變化發(fā)生，這種讀寫(xiě)方式是VLT技術(shù)推廣實(shí)用時(shí)所會(huì)面臨的很大挑戰(zhàn)。
他表示，Kilopass會(huì)在全球各國(guó)中選擇3~4家企業(yè)做授權(quán)，目前已有跟武漢方面做相關(guān)接洽。
據(jù)記者了解，Kilopass是一家來(lái)自于硅谷的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)產(chǎn)品提供商，其經(jīng)營(yíng)模式類似于ARM，依靠技術(shù)授權(quán)獲利。其自主研發(fā)的嵌入式一次性可編程(OTP)技術(shù)在全球DRAM市場(chǎng)中已占據(jù)60%的份額。而對(duì)于VLT技術(shù)授權(quán)，Kilopass將采用對(duì)出貨芯片抽成的方式。