瑞萨电子基于SOTB工艺的嵌入式闪存低功耗技术刷新读取能耗新极限

  日前,全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社宣布,推出基于65nm SOTB(Silicon On Thin Buried Oxide)工艺的新型嵌入式闪存低功耗技术,可提供1.5MB容量,是业界首款基于65nm SOTB技术的嵌入式2T-MONOS闪存。通过引入全新电路技术来降低闪存中外围电路的功耗,实现了在64 MHz的工作频率下低至0.22 pJ/bit的读取能耗--达到MCU嵌入式闪存能耗的业界最低水平。用于外围电路的新低功率技术包括:(1)在感测存储器中的数据时减少能量消耗;(2)当读取数据被传至外部时减少传输能量消耗。此先进技术帮助读取存储器数据时的能耗大幅降低。

  基于SOTB的新技术已在瑞萨R7F0E嵌入式控制器中所采用,该控制器专门用于能量采集应用。瑞萨独有的SOTB工艺技术可显著降低工作和待机状态下的功耗。通常,这两种状态下的功耗互为消长:即一种功耗较低意味着另一种功耗较高。当从闪存读取数据时,新技术大幅降低功耗。与非SOTB 2T-MONOS闪存(约需50μA/MHz读取电流)相比,新技术实现的读取电流仅6μA/MHz左右,等效于0.22 pJ/bit的读取能耗,达到MCU嵌入式闪存最低能耗级别。这项新技术还有助于在R7F0E上实现20μA/MHz的低有效读取电流,达到业界最佳。

  全新嵌入式闪存技术的关键特性:

  适用于SOTB工艺的低功耗2T-MONOS闪存

  采用SOTB工艺的2T-MONOS嵌入式闪存具备包含电隔离元件的双晶体管结构。与单晶体管结构不同,在读取操作期间无需负电压,使读取数据时的功耗降低。此外,同其它存储器处理相比,MONOS在生产过程中使用更少的掩模,并可使用离散电荷捕获方案存储数据,从而能够在不增加生产成本的情况下带来低功耗和高重写可靠性。

  用于超低耗能的感测放大器电路及稳压器电路技术

  存储器读取过程中的大部分能量消耗发生在识别数据的感测操作,以及将识别的数据输出至外部这两个环节。为了解决此问题,单端感测放大器在感测操作期间显著降低了位线预充电能量,其采用全新电荷转移技术,可提高预充电速度和能源效率。此外,新推出的稳压器电路技术利用漏电监测,对感测放大器的基准电压进行最佳间歇控制,使其以恒定的方式消耗能量。这些先进技术不仅大幅降低能耗,同时加速感测操作。

  大幅削减数据传输能耗的电路技术

  SOTB工艺的特性之一是实现了晶体管阈值(Vth)波动的最小化。新技术借助这一优势,利用极小的电压幅值实现数据传输。当读取数据发送至外部时,该技术使得传输能量的消耗显著降低。

  瑞萨通过帮助使端点设备更加智能化,以加速推动“智能社会”的发展。瑞萨认为,通过无电池方案,能源收集系统彻底摆脱更换电池的困扰,是实现这一目标的必要步骤。同时,瑞萨将持续致力于帮助实现环保型智能社会的技术开发。


通知公告
编辑观点
理事会
参考资料
版权声明

凡《网络安全与数据治理》(原《信息技术与网络安全》)录用的文章,如作者没有关于汇编权、翻译权、印刷权及电子版的复制权、信息网络传播权与发行权等版权的特殊声明,即视作该文章署名作者同意将该文章的汇编权、翻译权、印刷权及电子版的复制权、信息网络传播权与发行权授予本刊,本刊有权授权本刊合作数据库、合作媒体等合作伙伴使用。同时,本刊支付的稿酬已包含上述使用的费用,特此声明。

《网络安全与数据治理》(原《信息技术与网络安全》)编辑部