因應 AI 高速運算!工研院發表新型磁性記憶體與 110GHz 超高頻模型
2023.06.17
工研院攜手陽明交通大學、清華大學在全球半導體領域頂尖的「超大型積體技術及電路國際會議」(Symposium on VLSI Technology and Circuits)、IEEE 國際微波會議(IEEE/MTT-S International Microwave Symposium,IMS),發表新型磁性記憶體與 110GHz 超高頻模型技術成果,適用主流先進製程所需 AI 高速運算能力及製程微縮需求。
經濟部技術處指出,製程微縮是在半導體先進製程的重要趨勢,由於 VLSI 與 IMS 分別是世界頂尖的半導體與微波領域國際會議,每年與會人數達上萬人,今年工研院與陽明交大、清華大學分別在 VLSI 與 IMS 國際會議上發表前瞻研發論文,展現台灣在新世代記憶體與超高頻科技的深厚能量。
工研院電子與光電系統所所長張世杰表示,AI 人工智慧、5G 時代來臨,快速處理大量資料的需求暴增,隨著摩爾定律持續向下微縮,半導體業者開始尋求成本更佳、速度更快、效能更好的解決方案。
由於磁阻式隨機存取記憶體(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)具有高寫入與讀取速度,兼具快閃記憶體非揮發性,工研院多年前從元件創新、材料突破、電路優化等方式展開研究,成功開發出國際領先的磁性記憶體與相關運算技術。
今年工研院攜手陽明交大在 VLSI 共同發表新型單極化磁性記憶體 Unipolar-MRAM,一般要寫入資訊必須要透過雙向電壓來控制,Unipolar-MRAM 只要利用單向電壓即可存儲和讀取數據,在簡單的交點式結構(Cross-point Structure)達成高度元件微縮,不但較傳統磁性記憶體具有更高存取速度、低功耗和更長的數據保持時間,更可與既有的二極體與相關製程整合、相容,實現較以往更高的儲存密度。
未來除了在物聯網設備、智慧手機、車載電子和人工智慧等領域,提供高速、低功耗的數據存儲解決方案,在量子電腦、航太領域等前瞻應用更是潛力強大,而面對 B5G、6G 通訊基礎建設布建及營運,新興半導體材料氮化鎵具高頻、高功率特性,逐漸在高頻毫米波應用上成為顯學。
工研院為強化 B5G、6G 國產化產業鏈,多年前從磊晶上游端串聯國內基板、半導體晶圓代工、封裝與網通等業者,建立完整的產業鏈,並與清大教授徐碩鴻團隊在元件開發、自主模型建立、電路設計上合作,突破高頻電路效能,今年雙方合作在 IEEE 發表基於自主超高頻模型下實現 110GHz 振盪器電路創新成果。
新成果可在 0.15um 的氮化鎵製程下,達到世界最高頻 110GHz 振盪器記綠,技術團隊提出的自主三端電路模型為新結構自主模型,不僅可優化業界半導體廠提供模型,更在 110GHz 高頻達到極高準確度,未來將以此關鍵技術持續拓展國際合作契機。