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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的车规级eMRAM嵌入式存储单元在28nm以下节点的微
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的车规级eMRAM嵌入式存储单元在28nm以下节点的微缩与集成
摘要
随着汽车电子向集中式E/E架构演进，车规MCU需要向28nm以下先进工艺节点迁移，但传统嵌入式闪存（eFlash）在28nm以下节点面临物理极限——需要额外增加9-12层掩膜版，成本飙升且良率难以控制。嵌入式MRAM（eMRAM）凭借其简单的单元结构和CMOS工艺兼容性，成为替代eFlash的首选方案。本文针对车载存算一体芯片的先进工艺集成需求，系统分析了eMRAM在28nm、16nm和8nm节点下的微缩方案——包括MTJ单元尺寸缩小、后端工艺热预算管理和读写电路优化，在8nm节点下实现了0.017μm²的单元面积和8ns的读取速度，为车载存算一体芯片的高密度、高速度集成提供了工艺层面的技术保障。
一、eFlash在先进节点的局限性
1.1 工艺复杂度
在28nm以下节点，eFlash需要额外增加9-12层掩膜版，用于浮栅和隧穿氧化层的制造。这些额外掩膜版不仅增加了制造成本（约30%），还引入了额外的工艺缺陷，导致良率下降。在16nm节点，eFlash的良率通常低于80%，无法满足车规级的高可靠性要求。
1.2 电压兼容性
eFlash的编程/擦除操作需要较高的电压（8-10V），而先进逻辑工艺的晶体管工作电压仅为0.8-1.0V，两者的电压不兼容性增加了设计复杂度。
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| 面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的车规级eMRAM嵌入式存储单元在28nm以下节点的微缩与集成.docx | 37K |
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