第四色俺去也 ReRAM，替代闪存的首选
发布日期：2024-10-21 17:09 点击次数：117
（原标题：ReRAM第四色俺去也，替代闪存的首选）
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尽管闪存仍然是最流行的非易失性存储器 (NVM)，但一些利用要害驱动遴荐其他类型的镶嵌式 NVM 本领，因为镶嵌式闪存无法卓越 28nm，也因为其本钱、功耗和性能上风。
包括电阻式 RAM (ReRAM)、相变存储器 (PCM)、磁阻式 RAM (MRAM) 和铁电式 RAM (FRAM) 在内的存储器提供了替代决策。每种本领在本钱、复杂性、功率和性能方面齐有各自的上风和挑战。可是，ReRAM 提供了最好均衡，正成为很多利用中替代闪存的首选。
ReRAM 本领已在市集上部署，新经营正在加速。遴荐时候表因利用而异，取决于不同工艺节点和代工场的 ReRAM 可用性，以及密度和认证要求。让咱们来望望 ReRAM 驱动受到关爱的一些利用。
电源不时 IC
ReRAM 首先赢得驻足点的畛域之一是电源不时 IC (PMIC) 和其他高压经营。每台电子开采齐至少有一个 PMIC 不时系统配电，而且对可编程 PMIC 的需求日益增多，以复旧增强型无线充电和智能电机限制器等趋势。关于这些开采，PMIC 必须是智能的，况兼唐突运行多种算法，这就需要一个微限制器 (MCU) 和一个低功耗、高密度且经济高效的 NVM。
为了裁汰本钱和功耗，东谈主们驱动卓越双芯片责罚决策，将 MCU 与其 NVM 单片集成在单个芯片上，并配备电源不时电路。镶嵌式闪存太高亢，需要多达 10 个迥殊的掩模来制造。闪存也很难集成，因为它是在前端澄澈 (FEOL) 制造的，与模拟电路沿途制造并影响它，迫使公司作念出调解，导致性能下落、尺寸增大和本钱增多。这关于使用双极-CMOS-DMOS (BCD) 工艺制造的开采尤其成问题，因为在这种工艺中，东谈主们参加了无数元气心灵来优化 FEOL 电源组件。
ReRAM 是一种后端制程 (BEOL) 本领，因此不会干豫 PMIC 经营。与必须顺应每种变体的闪存不同，像 ReRAM 这么的 BEOL 本领也不错针对一种几何结构遴荐一次，并适用于所有变体。而且由于 ReRAM 只需要两个迥殊的掩模，因此它的本钱效益显耀提升。遴荐 ReRAM 的 PMIC、音频编解码器和其他高压经营如故参加坐褥。
物联网、MCU 和边际 AI
使用智能 MCU 的低功耗物联网开采市集握续增长。爱立信移动敷陈预想，联网物联网开采的数目将从 2023 年的约 157 亿台增多一倍以上，达到 2029 年的约 388 亿台。
此类超低功耗开采必须复旧日益复杂的编程。它们需要 NVM 具备必要的超低功耗、高性能、低总领有本钱以及即使在恶劣或无法看望的条目下也能保握高数据保留率。当这些开采回必须实施通俗的边际 AI 任务时第四色俺去也，裁汰功耗和本钱就显得愈加遑急。
经营东谈主员越来越多地将 NVM 集成到 28nm 及以下的 MCU 和片上系统 (SoC) 开采中——从在软件中运行通俗边际 AI 的 TinyML 开采，到带有 AI 加速器的开采，再到好意思满的边际 AI 推理。镶嵌式 ReRAM 在所有这些利用中齐比外部闪存具有显耀上风，况兼现在已驱动提供样品。经营东谈主员不错通过消之外部存储器组件来裁汰本钱，况兼无需从外部存储器获取数据，他们不错裁汰功耗并提升系统速率。单芯片责罚决策也更安全，不错空洞黑客入侵。
由于 ReRAM 集成在BEOL 中，因此无需在电源/模拟组件方面作念出调解
在边际 AI 经营中，除了代码存储之外，ReRAM 还不错存储东谈主工神经收集 (ANN) 算计所需的突触权重。ANN 算计所需的大部分功率与系统算计元件和内存模块之间的数据移动相干。通过将密集、低功耗的 NVM（如 ReRAM）集成到更围聚算计元件的位置（近内存算计），不错减少这种数据移动。这些阵列平时需要无数片上内存，介于 10Mb 到 100Mb 之间，具体取决于收集畛域。
改日，ReRAM 将成为神经格式（内存）算计的基石，其入网算发生在内存单位内。由于 ReRAM 单位在物理和功能上与东谈主类大脑中的突触一样，因此不错使用 ReRAM 模拟大脑的行径，以快速及时处理无数数据。这比咫尺的神经收集模拟要节能几个数目级，况兼需要更多时候材干熟悉。
汽车
汽车市集十分世俗——从用于自动车窗的小型电子限制单位 (ECU) 到先进的自动驾驶本领。跳跃 1，000 个芯片限制着车辆的各式功能，委果所有芯片齐需要一些 NVM。
很多汽车 MCU 正在转向 28nm 及以下工艺，以加速运行速率并处理无数数据。它们需要复旧快速启动、即时反馈和时常无线 (OTA) 更新的 NVM，况兼平时在恶劣条目下进行。这种 NVM 必须具有出色的耐用性，在顶点温度下运行时唐突快速、可靠、安全且经济高效地实施代码。ReRAM 是符合逻辑的弃取，几家主要的汽车芯片供应商如故决定依赖它。由于符合特定温度的要求以及 ISO26262 和 AEC-Q100 等认证，这些利用距离量产还有几年的时候，但经营东谈主员如故驱动对集成 ReRAM 的汽车芯片组进行采样。
镶嵌式 NVM 比拟
安全利用要害
不管是 SoC 安全责罚决策（举例物理不成克隆函数 (PUF) 和真立时数生成器 (TRNG)），照旧用于智能卡等安全利用的镶嵌式 NVM，ReRAM 齐提供了固有安全的责罚决策。与闪存等浮栅开采不同，ReRAM 不使用电荷，因此更难使用电子束感测/窜改其里面景色。它不受电磁场的影响，因此 ReRAM 不错松驰对抗磁舛错。由于 ReRAM 位单位深深镶嵌在 BEOL 集成的两个金属层之间，因此它更能对抗光学舛错。而且由于 ReRAM 不错膨胀到小几何局势，因此要害信息不错镶嵌芯片中，而不存在芯片间通讯舛错。
ReRAM 是很多利用的改日
由于委果每种电子居品齐需要 NVM，因此 ReRAM 的指标利用十分世俗。镶嵌式闪存已达到极限，而 ReRAM 正成为新期间电子开采的首选。它已驱动批量出货，越来越多的代工场、IDM 和半导体公司勤勉于于将 ReRAM 行为其改日道路图中的伊始镶嵌式 NVM。
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