照片人物:Charlie Cheng,Kilopass Technology首席執行官
來自工信部的數據顯示,近些年,在中國每年進口的物資中,半導體集成電路產品超越石油而位居第一位。由這種工業成品的大規模進口所帶來的“空芯”之痛,促使中國自上而下堅定了加大發展半導體集成電路產業的決心。
今天的中國,正在以前所未有決心投入半導體集成電路領域。
根據國務院2014年6月頒布的《國家集成電路產業發展推進綱要》,中國正在力求實現集成電路行業產值從2015年3500億人民幣營收規模,并以年均20%的增速達到2020年約8700億人民幣這一目標。由DRAM、NAND/Nor Flash構成的存儲市場占整個半導體市場近四分之一的規模,已然成為中國正在全力投入的領域。
近日,Kilopass宣布了一項針對DRAM的革命性新技術——垂直分層晶閘管(Vertical Layered Thyristor, VLT)技術。該技術在2015年已通過驗證,目前一款新的完整存儲器測試芯片正處于早期測試階段。Kilopass正致力于在中國尋求合適的授權合作伙伴。
此前,Kilopass擁有專利的技術暨一次性可編程(OTP)NVM解決方案,已被超過170家企業客戶所采用,至今已累計售出100億塊包含Kilopass技術的芯片,涉及400多種芯片設計,應用范圍涵蓋了工業、汽車、消費電子產品、移動設備、模擬和混合信號以及物聯網(IoT)等。
“Kilopass以一次性可編程(OTP)存儲器技術的領導者而聞名,我很高興我們能夠為DRAM市場帶來新的革新,”Kilopass首席執行官Charlie Cheng說道。“我們的VLT技術是一項真正具有顛覆性的技術,運用它我們的被授權商能夠迅速高效地為市場提供與JEDEC標準完全兼容的DRAM產品,這些產品在功耗和成本上將具有顯著優勢,同時也免去了現有DRAM制造流程中構建電容的困擾。”
VLT技術
晶閘管是一種結構復雜的電子器件,在電學上等效于一對交叉耦合的雙極型晶體管。由于鎖存的形成,這種結構非常適合存儲器;與當前基于電容的DRAM相比,晶閘管內存不需要刷新。晶閘管于20世紀50年代被發明,之前人們曾屢次嘗試將其應用于SRAM市場,但都未能成功。
Kilopass的VLT通過垂直方式實現晶閘管架構,從而使存儲單元更加緊湊。緊湊的結構加上所需的物理器件,構造出制造工藝簡單的交叉點內存,這將帶來一項與DDR標準兼容,并且比當前頂尖的20納米DRAM制造成本低45%的新技術。
“因為VLT不需要復雜且高功耗的刷新周期,基于VLT的DDR4 DRAM將待機功耗降低了10倍,可降低到50fA/bit以下,且仍將性能提高15%。最為關鍵的是,VLT避開了傳統DRAM制造中最大的挑戰,即溝電容的制造,從而規避了相關的專利沖突,這一點具有很重要的戰略意義!”Charlie Cheng強調。
VLT存儲單元的運行和器件測試已于2015年完成,測試結果與器件仿真系統TCAD具有優異的關聯性。一塊完整的內存測試芯片已于5月份成功流片,目前Kilopass正在與中國以及其他地區的知名存儲業者接洽,尋求長期穩定的合作伙伴。
2015年數據顯示,全球半導體存儲器銷售額達772億美元,在半導體市場的占比為23%,其中DRAM、NAND、NOR存儲器的銷售額分別為約410億、300億、30億美元。三星,海力士和美光三家壟斷了95%的DRAM市場,三星、東芝/閃迪、美光、海力士四家壟斷了99%的NAND市場,前6大廠家壟斷90%的NOR市場。
實際上僅三星和海力士兩家在存儲器市場的份額就超過了7成。
另一方面,雖然存儲器行業在今年前兩個季度表現欠佳,但是進入下半之后,DRAM、NAND Flash顆粒價格迅猛上漲,9月份DDR3顆粒的漲幅超過7%,除了PC市場,來自數據中心服務器、圖形、消費電子等領域的存儲需求正在大幅度上升。在未來相當長的一段時間內,存儲的需求需要更大的產能支撐。
2016年,中國對于存儲器的投入更加龐大。按照國家存儲器基地項目規劃,7月26日,長江存儲科技有限責任公司(下稱“長江存儲”)正式成立,武漢新芯將成為長江存儲的全資子公司,而紫光集團則是參與長江存儲的二期出資,目前計劃總投資規模達1600億人民幣。
除了在傳統的DRAM和NAND Flash領域發展實力之外,中國的存儲業者也在積極尋找那些距離有潛力的存儲技術,以尋求在存儲市場獲得更多的“超車”能力。Kilopass的VLT技術由于在半導體物理理論方面的創新,很可能成為DRAM未來發展的另外一條技術路徑,雖然目前還處于原型設計階段,但是對努力尋求突破“美韓”壟斷的中國存儲業來說,或許是一個值得關注的選擇。