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» 2018年05月09日 11時30分 公開

福田昭のストレージ通信(101) GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(1):記憶容量と書き換え回数から最適な埋め込みメモリを選択 (1/2)

半導体デバイス技術に関する国際会議「IEDM」で行われたセミナー「Embedded MRAM Technology for IoT & Automotive(IoTと自動車に向けた埋め込みMRAM技術)」の概要を今回からシリーズで紹介する。

[福田昭,EE Times Japan]

埋め込みMRAMと埋め込みメモリの現状と将来を展望

 半導体デバイス技術に関する国際会議「IEDM」では、カンファレンスの前日に「ショートコース(Short Course)」と呼ぶ1日間のセミナーを開催している。2017年12月に開催されたIEDMでは、「Memories for the future: device, technologies, and architecture(将来に向けたメモリデバイスの技術とアーキテクチャ)」と題したショートコースが開催された。このショートコースでは6本の技術講座が午前から午後にかけて実施された。

 その中から、埋め込みメモリ技術(CMOSロジックとメモリを同じシリコンダイに混載する技術)に関する講座「Embedded MRAM Technology for IoT & Automotive(IoTと自動車に向けた埋め込みMRAM技術)」が興味深かったので、その概要を今回からシリーズでお届けする。講演者はシリコンファウンダリー(半導体製造請負サービス企業)大手のGLOBALFOUNDRIESでeNVMフェローを務めるDanny P. Shum氏である。

 なお講演の内容だけでは説明が不十分なところがあるので、本シリーズでは読者の理解を助けるために、講演の内容を適宜、補足している。あらかじめご了承されたい。

 講演のタイトルはMRAM(磁気抵抗メモリ)が主役なのだが、講演内容はMRAMを含めた、GLOBALFOUNDRIESが提供している多種多様な埋め込みメモリとその位置付けに関するものである。同社がSoC(System on a Chip)や大規模プロセッサ、コントローラなどに向けて提供しているマクロ(IP)は大半の種類のメモリを網羅しているので、読者にとって参考になると思われる。

SoCプラットフォームの概要 SoC(System on a Chip)プラットフォームの概要。中心となるCMOSロジックのプロセスと互換性を維持しながら、高電圧(HV)回路、RFモジュール回路、埋め込み不揮発性メモリ(NVM)、埋め込みSRAMを同一のシリコンダイに混載する (クリックで拡大) 出典:GLOBALFOUNDRIES

埋め込みメモリの半導体チップは低消費電力を重視

 単体の半導体メモリと同様に、埋め込みメモリにも多種多様な技術が存在する。大別すると揮発性メモリ(ボラタイルメモリ)にはSRAMとDRAM、不揮発性メモリ(ノンボラタイルメモリ)にはヒューズ、マスクROM、ワンタイムプログラマブルROM(OTP)、MTP(Multiple Time Programmable)メモリ、フラッシュメモリなどがある。

 開発の方向性としては、低消費電力のCMOSロジックと混載するメモリ、というのが主流となっている。主な用途は、バッテリー駆動のIoT端末用SoCや車載用コントローラなどである。

 そしてCMOSロジックの製造プロセスは最先端とは限らない。180nmプロセスや130nmプロセスといった熟成された製造技術のこともあれば、16nm/14nmプロセス、さらには7nmプロセスという最先端技術のこともある。

埋め込みメモリ技術の概要 埋め込みメモリ技術の概要 (クリックで拡大) 出典:GLOBALFOUNDRIES
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