skip to main content

應用材料公司實現物聯網與雲端運算適用的新型記憶體

新聞聯絡人:台灣應用材料 譚鳳珠
聯絡電話:03-579-3958
email:pearl_tan@amat.com
發稿日期 :民國 108年7月10日

本新聞稿譯自總公司發佈的新聞稿

應用材料公司因應物聯網 (IoT) 和雲端運算所需的新記憶體技術,推出創新、用於大量製造的解決方案,有利於加快產業採納新記憶體技術的速度。

現今的大容量記憶體技術包括 DRAM、SRAM 和快閃記憶體,這些技術是在數十年前發明,已廣為數位裝置與系統所採用。新型記憶體-尤其是 MRAM、ReRAM 與 PCRAM-提供獨特的優點,但是這些記憶體所採用的新材料,同時為大量生產帶來了相當程度的挑戰。應用材料公司今日推出新的製造系統,能夠以原子級的精準度,進行新式材料的沉積,而這些新材料是生產前述新型記憶體的關鍵。應用材料公司推出了該公司迄今為止所開發過最先進的系統,讓這些新型記憶體能夠以工業級的規模穩定生產。

應用材料公司資深副總暨半導體產品事業群總經理帕布.若傑 (Prabu Raja) 博士表示:「今日所推出的新 Endura® 平台,是應用材料公司所創造過最精密的晶片製造系統。應用材料公司廣泛的產品組合,為我們公司提供獨特的能力,以整合多項的材料工程技術與內建量測技術,打造出至今才有辦法實現的新型薄膜與結構。這些整合的平台說明新材料與 3D 結構如何扮演關鍵的角色,為運算產業提供全新的方式,以提升效能、減少耗能和改善成本。」

IBM 研究室半導體、AI 硬體與系統副總裁 Mukesh Khare 表示:「IBM 多年來一直帶頭致力於研發新型記憶體,而隨著 AI 時代需要提升晶片的效能與效率,對這些新記憶體技術的需求也不斷增加。新的材料與裝置類型可以扮演重要的角色,實現物聯網、雲端與 AI 產品適用的高效能、低耗能嵌入式記憶體。應用材料公司的大量製造解決方案,有助於加快這些新型記憶體在整個產業的普及速度。」

SK 海力士先進技術薄膜事業群總監陳成坤表示:「改善資料中心的效率,是雲端服務供應商與企業客戶的重要優先任務。除了提供 DRAM 與 NAND 的持續創新,SK 海力士也率先開發新一代的記憶體,以協助大幅提升效率和降低耗電量。我們看重與應用材料公司的相互合作,加速開發新材料與大量製造技術,為具前景的新型記憶體而努力。」

威騰電子(Western Digital)研發副總裁Richard New 表示:「隨著AI、機器學習與物聯網的精進,工作量日趨資料密集與複雜,需要創新的記憶體技術方能有效率處理資料。應用材料公司所提供的重要技術,正可協助加速這些新興的記憶體如MRAM、 ReRAM 和 PCRAM 的可行性。」

適用於物聯網的 MRAM

電腦產業正在建構物聯網,其中將會有數百億個裝置內建感測器、運算與通訊功能,用來監控環境、作決策和傳送重要資訊到雲端資料中心。在儲存物聯網裝置的軟體與 AI 演算法方面,MRAM (磁性隨機存取記憶體) 是儲存用記憶體的首選之一。

MRAM 採用硬碟機中常見的精緻磁性材料。MRAM本來就是快速且非揮發性,就算在失去電力的情況下,也能保存軟體和資料。由於速度快與元件容忍度高,MRAM 最終可能做為第 3 級快取記憶體中 SRAM 的替代產品。MRAM 可以整合於物聯網晶片設計的後端互連層,進而實現更小的晶粒尺寸,並降低成本。

應用材料的新 Endura® Clover™ MRAM 物理氣相沉積 (PVD) 平台,是由 9 個獨特的晶圓處理反應室組成,全都是在純淨、高真空的情況下完成整合。這是業界第一個大量生產用的 300 mm MRAM 系統,每個反應室可個別沉積最多 5 種不同的材料。MRAM 記憶體需經過至少 30 種不同材料層的精密沉積製程,其中某些材料層可能比人類的頭髮還細微 50 萬倍。製程中即使是厚薄度只有原子直徑一丁點的差異,就會對裝置的效能與可靠性造成極大的影響。Clover MRAM PVD 平台包括內建量測功能,可以用次埃級 (sub-angstrom) 的靈敏度,在 MRAM 層產生時測量和監控其厚度,以確保原子層級的均勻性,同時免除了暴露於外部環境的風險。

Spin Memory 公司執行長 Tom Sparkman 表示:「MRAM 是一種極為快速、元件容忍度高的非揮發性記憶體,有望在物聯網與 AI 應用中,取代嵌入式快閃記憶體和第 3 級快取 SRAM。應用材料公司大量生產系統的推出,成為生態系統巨大的助力,我們很高興能夠與應用材料公司合作,提供 MRAM 解決方案並協助加快 MRAM 的採納速度。」

雲端中的 ReRAM 與 PCRAM

隨著資料量產生呈現指數性遽增,雲端資料中心也需要針對連結伺服器和儲存系統的資料路徑,達成這些路徑在速度與耗電量方面的數量級效能提升。ReRAM (電阻式隨機存取記憶體) 與 PCRAM (相變隨機存取記憶體) 是快速、非揮發性、低功率的高密度記憶體,可以做為「儲存級記憶體」,以填補伺服器 DRAM 與儲存記憶體之間,不斷擴大的價格與性能落差。

ReRAM 採用新材料製成,材料的作用類似於保險絲,可在數十億個儲存單元內選擇性地形成燈絲,以表示資料。對照之下,PCRAM 則採用 DVD 光碟片中可找到的相變材料,並藉由將材料的狀態從非晶態變成晶態,以進行位元的編程。類似於 3D NAND 記憶體,ReRAM 和 PCRAM 是以 3D 結構排列,而記憶體製造商可以在每一代的產品中加入更多層,以穩健地降低儲存成本。ReRAM 與 PCRAM 也提供編程與電阻率中間階段的可能性,讓每個儲存單元可以儲存多個位元的資料。

相較於 DRAM,ReRAM 與 PCRAM 皆承諾未來可大幅降低成本,而且讀取效能也比 NAND 和硬碟機快上許多。ReRAM 也是未來記憶體內運算架構的首要候選技術,能將運算元件整合於記憶體陣列中,以協助克服 AI 運算相關的資料移動瓶頸。

應用材料的 Endura® Impulse™ 物理氣相沉積(PVD)平台適用於 PCRAM 與 ReRAM,包含最多 9 個在真空下進行整合的處理反應室及內建量測功能,能夠以精密的方式進行沉積,以及控制這些新型記憶體中所使用的多成分材料。

Crossbar 公司執行長暨共同創辦人 George Minassian 表示:「若要實現最高的裝置效能、可靠性與耐久性,讓 ReRAM 記憶體中所使用的新材料均勻地沉積,可說是至關重要。在與記憶體和邏輯客戶的 ReRAM 技術合作中,我們指定使用應用材料公司的 Endura Impulse PVD 系統搭配內建量測功能,因為這樣的組合可促進這些關鍵指標達成突破。」

應用材料公司是提供材料工程解決方案的領導者,我們的設備用來製造幾近世界上每顆新式晶片與先進顯示器。我們以工業規模在原子層級進行材料改質的專業,協助客戶將可能轉化成真。在應用材料公司,我們以創新驅動科技,成就未來。欲瞭解更多訊息,請至www.appliedmaterials.com

###

July 10, 2019