夏普、松下居日本液晶、PDP專利件數之冠
(國際新聞中心蔡韋羽∕綜合外電) 2006/09/12
據日本技術貿易智庫IP總研統計自1996年至2004年日本各液晶、電漿顯示器(PDP)廠提出的專利件數數據指出,在液晶領域專利件數為廠商之冠的是夏普(Sharp);PDP相關領域專利件數最多的廠商則是松下電器(Matsushita Electric)。
據統計,松下電器自2001年為止,每年提出400件以上的液晶相關專利,1999~2001年的3年間專利件數為業界之最,然自2002年之後專利件數急速下滑。另一家日廠東芝(Toshiba)亦然。而1996~2004年間,夏普急起直追,每年提出400~500件的液晶相關專利,自2002年起專利件數已高居業者之冠。另一方面,與三星電子(Samsung Electronics)合設TFT LCD面板廠的Sony,液晶相關專利件數則出現緩步成長。
至於松下電器與東芝於2002年4月合資設立的東芝松下Display(TMD),2002年提出的專利件數僅39件,至2003年增為188件,2004年達202件。
PDP相關專利方面,2002年之後松下電器每年提出250~340件,大幅領先日立製作所(Hitachi)、富士通(Fujitsu)等廠商。至於Sony則於2004年12月退出電漿電視(PDP TV)銷售、生產行列。據統計,2002年之前,Sony每年提出的PDP相關專利約40~60件;2003年為25件;2004年減為10件。
蘋果軟硬兼施 扭轉日本手機下載歌曲習慣
(國際新聞中心梁燕蕙∕綜合外電) 2006/09/12
儘管蘋果電腦(Apple)以iPod加iTunes的模式橫掃全球MP3音樂播放機及音樂下載市場,但至今仍在日本市場吃癟。據路透(Reuters)報導,蘋果電腦幾乎支配美國音樂下載市場,但至今在日本音樂下載市場僅有5%市佔率,由於日本市場樂迷習慣採手機下載音樂方式,較不習慣以信用卡在網路音樂商店消費,蘋果為了要拉高iTunes在日本市場佔有率,打算採取軟硬兼施的方式,一來利用iPod在市場的能見度,另外也利用免費的iTunes音樂下載誘因,扭轉日本消費者手機下載歌曲的習慣。
報導指出,日本市場不僅是全球第一個照相手機的誕生地,也是手機網路搜尋的發源地,因此,以手機下載音樂的方式在日本頗為流行,絕大多數的手機皆能以高速下載音樂,而音樂下載的費用就加計在使用者的手機帳單裡。一位使用索尼愛立信(Sony Ericsson)手機的女性高中生表示,她通常都在搭火車上學通勤時,用手機下載音樂,不僅快速且容易,也不必再攜帶另一個音樂播放機。
據市調機構Eurotechnology K.K.總裁Gerhard Fasol指出,與其他市場比較,iTunes在日本碰上的是截然不同的市場現況。調查顯示,2005年日本手機音樂下載市場高達3.2億美元規模,蘋果電腦希望將這股消費潛力導向iTunes的網路下載音樂市場。
據20歲日本大學生Misaki Masai表示,他是直到2005年買了第一台的iPod mini後,才聽說有iTunes音樂商店下載服務,不過,他本身沒有信用卡,既不曾在iTunes消費下載歌曲,也不曾在網路上付費購物。為了獲得這類日本消費者的青睞,蘋果電腦更在日本推出iTunes預付卡,消費者在日常生活最常光臨的便利商店即可買到。
蘋果為吸引更多的日本樂迷轉向iTunes消費,光是2005年就將iTunes的歌曲清單提高到200萬首歌曲,而且還每月推薦免費歌曲以吸引新用戶。一般而言,日本手機音樂下載均價為300日圓(約2.56美元),但iTunes音樂下載價格則在150~200日圓(約1.28~1.71美元),研究機構Seed Planning報告顯示,iTunes的價差不僅可望提升整體音樂下載市場規模,更可望吸引原先手機下載用戶,轉而成為iTunes的忠實客戶。
高通推超低價CDMA手機晶片 明年下半量產
(記者沈勤譽∕台北) 2006/09/12
繼德州儀器(TI)、英飛凌(Infineon)及飛利浦(Philips)分別推出超低價GSM手機晶片後,美商高通(Qualcomm)也正式宣佈推出CDMA單晶片解決方案,預計2007年下半量產出貨,主攻全球新興市場,GSM與CDMA陣營在新興市場的競爭將日益白熱化。
瞄準新興市場的超低價手機戰場,從GSM延伸到CDMA。CDMA領導廠商高通宣佈,推出QSC1100單晶片解決方案,強調將以震撼業界水準的低價,使CDMA手機得以擴大全球新興市場的版圖。
高通CDMA技術總裁Sanjay K. Jha表示,QSC1100可協助手機製造夥伴,在新興市場推出更低低價、更吸引人的產品,另外也將與無線通訊產業相關夥伴合作,推出各種不同功能與多元用戶體驗的新手機,以達成縮短上市時程的共同目標。
QSC1100將基頻數據機、射頻(RF)收發器、電源管理和系統記憶,整合在單一晶片上,減少所需的分散式零件、物料清單成本(BOM)和超過一半的印刷電路板(PCB)面積,製造商將能夠以更低成本,在較短的上市時間內,提供更輕巧的設計,除支援下載和弦鈴聲與桌面、彩色顯示與擴音器等功能外,也能增加手機通話時間達2倍,並提升網路容量達2倍。該晶片採用65奈米製程,預計2007年下半量產。
手機業界人士表示,近來諾基亞(Nokia)決定淡出CDMA手機市場,並將逐步由鴻海(2317)旗下的富士康(Foxconn)接手製造,使得CDMA陣營的氣勢重挫,加上GSM陣營在超低價手機的佈局日益積極,包括德儀、英飛凌與飛利浦等晶片大廠都來勢洶洶,高通不得不加快CDMA超低價手機的腳步,藉以在新興市場扳回一城。
宏達電、多普達GPS軟體策略不同調宏達電、TomTom攜手歐陸 多普達可能與PaPaGo再續前緣
(記者沈勤譽∕台北) 2006/09/12
宏達電(2498)宣佈與TomTom在全球衛星定位系統(GPS)軟體方面合作,攜手進軍歐陸市場,不過,負責亞洲品牌市場的多普達,可能會選擇在P100產品合作的導航引擎公司研勤科技合作。多普達總裁董俊良表示,多普達未來的GPS軟體合作夥伴,還在評估當中,但不一定會限於TomTom。
多普達在2005年底推出首款GPS產品P100後,預計第四季再推出首款GPS PDA手機,可能採用宏達電已經在歐洲發表的Artemis P3300。不過,宏達電與多普達可能選擇不同的導航引擎或圖資合作夥伴,宏達電在歐陸市場將與TomTom合作,多普達則可能與研勤科技再續前緣,持續採用PaPaGo軟體。
對此,董俊良表示,亞洲市場推出的GPS產品,會採取開放的態度選擇軟體合作夥伴,不會限於TomTom。
董俊良11日參加CHT9000銷售破萬記者會,他透露,下一款與中華電信(2412)合作的客製化手機,可能會朝向消費性市場靠攏,希望兼顧商用與生活時尚的需求。儘管他不願透露可能合作的產品,但市場推估宏達電已經在歐洲發表的4款新機中,以首款GPS PDA手機P3300、以及狀似超薄版黑莓機(BlackBerry)S620的可能性較高。
董俊良強調,自從與中華電信合作推出CHT9000後,目前在台灣PDA手機的市佔率已經突破5成,不過,以台灣市場每年150萬台筆記型電腦(NB)、100萬台萬元手機的胃納量來看,還有很大的成長空間。董俊良認為,以智慧型手機這種利基市場而言,每個地區大概只能容納1家品牌,而功能手機則能容納2~3家品牌。
對於宏達電宣佈將以hTc品牌進軍蘇聯市場,而多普達也積極佈局俄羅斯市場,是否產生衝突,董俊良表示,宏達電與多普達有很好的溝通,而俄羅斯市場也非常龐大,雙方不排除採取分進合擊的模式。
微軟最快年底前在台成立軟體研發中心
(記者鐘惠玲∕台北) 2006/09/12
微軟(Microsoft)軟體研發中心籌劃已久,微軟大中華區區域總裁黃存義表示,軟體研發中心一定會在2007會計年度(2006年7月~2007年6月)在台灣成立,而最快則可望在2006年底前成立。
台灣微軟11日舉行2007會計年度記者會,黃存義指出,微軟於2004會計年度成立微軟技術中心,隔年即創造了新台幣18.6億元的產值效益,2006會計年度也創造了27.55億元的產值;到2007會計年度,該中心將創造46.15億元的產值效益,遠高於預估3年內30億元的目標。黃存義認為,台灣業者的利基在於應用軟體,而微軟則可幫助行銷台灣。
另外,繼成立南部辦公室後,台灣微軟營運長蔡恩全也表示,預計11月將成立中部辦公室。
至於微軟近幾年更加重視的線上服務業務,台灣微軟線上服務事業群副總林燕表示,2006會計年度該事業群在台營收成長26%,Windows Live Messenger使用人數已破750萬人,每人每月平均登入時間也從以往的1,237分鐘增加到2,142分鐘,至於2007會計年度,預計此部份營收將再成長35%。
在推出次世代遊樂器Xbox 360後,台灣微軟娛樂暨裝置事業處2006會計年度業績超越年度目標高達20%。台灣微軟娛樂暨裝置事業處副總周文英指出,年底前Xbox 360全球銷量應會達到1,000萬台,在台灣部份,包含Xbox 360與其他電腦週邊系列商品在2007會計年度的業績都可望再成長1倍。
電腦與家用電視結合 蘋果Mac Mini+Wi-Fi眾望所歸
(國際新聞中心張正平∕綜合外電) 2006/09/12
據紐約時報(NYT)報導,蘋果電腦(Apple)週二(美國時間12日)將舉行名為「好戲上場(It''s Showtime.)」的產品發表會,外界都在臆測,蘋果執行長Steve Jobs究竟會在數位影音市場投下什麼震撼彈;除了已知的線上電影下載服務和可能推出的新款video iPod外,分析師表示,蘋果可能會結合電腦與家用電視,為好萊塢影片提供全新的發行模式,重現蘋果iTunes線上音樂商店對唱片界所帶來的革命性衝擊。
事實上,在這波數位整合(digital convergence)的風潮中,微軟(Microsoft)、英特爾(Intel)和許多新創公司都曾試圖把電腦帶進消費者的客廳,希望把電腦化身為家庭娛樂中心,但無論是微軟與有線電視業者合作的Cablesoft計畫、或是微軟與英特爾共推的Media Center PC服務,都未獲得市場青睞,一般人在家還是透過有線電視、衛星電視或DVD播放機觀賞電影。
外界預測,蘋果可能會以原本就適合在客廳使用的平價電腦Mac Mini為主角,並搭配Wi-Fi或超寬頻無線技術,使數位內容可以無線方式從Mac電腦串流到家用電視機,如此一來,使用者便可透過蘋果電腦的手持式遙控器,在電視螢幕上觀看影片;此外也可搭配蘋果的影音週邊產品AirPort Express,將數位音訊以無線方式傳送到不同房間內的擴音器;值得一提的是,由電影業者所提供的數位內容將可鎖在Mac電腦中,再以名為高解析多媒體介面(HDMI)的連接器串流至電視機,使影片版權也獲得保障。
據蘋果前工程師Steve Perlman表示,將寬頻帶入家庭的最後一哩已大致完成,現在只剩下將高解析影片傳送到家用電視機的最後幾百英尺,一旦完成這一步,家庭娛樂市場將徹底改觀。
Sony DSC邁向1,010萬畫素時代 CCD感光元件仍是主流
(記者陳彥廷∕台北) 2006/09/12
2006下半年度高畫素數位相機(DSC)仍是主流路線,各DSC及單眼數位相機(DSLR)廠皆以此為標的,不僅逐漸採多款產品同步上市策略,在新機發表的同時,更特別以某款超高畫素相機作為主力產品,Sony在11日正式公佈10月將在日本推出的兩款高感度產品N2及T50,其中使用CCD感光元件的N2更將Sony的DSC產品線推向1,010萬畫素時代。
Sony發表的兩款全新DSC,包含1,010萬高畫素、1,600感光度、3吋大螢幕的N1,以及有銀、黑、紅3款色系供選擇、720萬畫素,光學式防手震功能、3吋大螢幕、1,000感光度、以及觸控式螢幕的T50,兩款DSC也皆能使用附件觸控筆在液晶螢幕LCD上顯示照片檔案時塗鴉,增加使用樂趣。
N2屬於第一代N1的升級款DSC,N1的830萬畫素是在台灣上市的最高畫素DSC,台灣新力認為,N2有機會在下半年度就在台灣市場上市,但仍未與日本總公司討論該兩款相機在台上市計畫。
值得注意的是,原本市場推測Sony等日廠有可能追趕CMOS影像感光器研發和製造的腳步,但以下半年度Sony數款新產品皆仍採用CCD元件來看,2006年還看不到Sony推出採用CMOS的產品。
台DSC廠指出,2005年CMOS影像感光器在市場上銷售的數量開始超過CCD, CMOS在低價消費市場如玩具相機、PC攝影鏡頭、以及手機相機逐步升溫,尤其畫素設計、半導體技術提升,CMOS品質受到不少產品線的信賴,帶動量能提升。
台廠認為,日系DSC因為在數位相機市場發展時間長,光學元件技術多半不願開放,而Sony在感光元件也多半使用處理雜訊較優異的CCD感光元件,但耗電量則是其中1項較大的缺點。不過,即使Sony在CCD的技術取得成熟地位,其α100的單眼數位相機(DSLR)也是使用CCD,但業界仍認為CMOS在高質量的圖像應用能趕上CCD只是時間問題,日系廠未來CMOS產品將會走強。
人物專訪-道康寧太陽能解決方案事業部行銷經理Rudy Miller多晶矽短缺 道康寧為太陽能產業訂作冶金級矽純化技術
(記者黃女瑛∕台北) 2006/09/12
道康寧(Dow Corning)為全球第一大多晶矽(Poly-si)材料供應商美國Hemlock的主要股東之一,本身也是Hemlock相關化學原料的主要供應商,道康寧在2001年投入冶金級矽純化技術(metallurgical silicon),近期正式宣佈推出道康寧 PV 1101 SoG(以下簡稱PV1101)。
在太陽光電領域中,PV1101可與多晶矽混合,當作為太陽能電池用的矽材料,得以適當減緩目前全球多晶矽嚴重缺乏的問題,另外,有別於專攻半導體用的多晶矽,冶金級矽純化技術的純化度雖較低,卻是專為太陽能產業量身訂作的上游矽材料製程,更被認為有機會成為未來製程新主流。
道康寧利用其在矽材料供應鏈的獨特地位與全球領導優勢,提供各種解決方案;以下為本報專訪道康寧太陽能解決方案事業部行銷經理Rudy Miller紀要。
問:冶金級矽純化技術對上游原礦料純度要求十分嚴格,道康寧的礦料是否有充裕的來源,及維持品質的技術或方法?投入該項技術的資本支出及時間?產能概況及銷售、獲利成長目標為何?
答:道康寧推出信賴度高及品質穩定優良的PV 1101,提供太陽能業者新的材料來源、技術及商業模式,我們從2001年即開始投入發展該項新產品,道康寧的首要任務即是,促進太陽光電產業成長,並協助相關業者達成其中、長期目標,而PV1101的製程能力是可以隨著客戶需求的增加而大量量產。
問:冶金級矽純化技術在目前來說仍偏屬新興技術,許多許多太陽能晶圓廠對其純度仍抱持觀望,均認為需要長期的合作關係才能使該產品商業化,請問道康寧是否有主要的策略夥伴(下游客戶)?是否已有相關的太陽能電池成品產出、電池轉換效率為何?是否計劃來台與太陽能晶圓廠合作,以及目前全球的市場行銷佈局策略為何?
答:我們已經開始供應全球部份太陽能業者該項PV1101材料,這些客戶在過去 道康寧評估發展PV 1101的過程中,即已有密切的合作關係,由於與客戶間均簽定保密合約,恕我無法公開其名稱及其他相關資訊。
而PV 1101混合材料早已接受全球多家獨立機構的測試及認證,其中包括Konstanz大學,且也取得道康寧太陽能方案客戶工廠的實際測試,結果顯示此一混合材料在太陽能電池的生產和效率等方面,都展現出類似於傳統多晶矽的效能特性,數家太陽能業者也已開始將該材料應用於其量產中,並且肯定PV1101的表現,將其視為其互補性材料之一,持續加重使用比例。
在太陽能市場行銷策略上,道康寧致力於協助太陽光電產業成長,並完成其短、中期和長期承諾,我們將會協助全球各區的業者,將建立起全球經銷網、提供客戶相關的服務及供應的能力。
問:冶金級矽純化技術發展潛力大,在大量量產後,成本的撙節比傳統西門子(Simens)製程更具優勢(即目前多晶矽主要製程),相信道康寧對該技術及其市場的發展有相當的研究,請評估冶金級矽純化技術大行其道的時間約是多久以後?
答:這不是由道康寧可以獨自決定的,我們相信市場將會學習如何快速使用PV1101或這與類型相關的可選性材料,我們也非常榮幸成為太陽能產業中,能提供這類型可選擇性新材料的首家供應商。
問:請問要到何種量產規模,冶金級矽純化技術才能與傳統西門子製程相抗衡?
答:PV1101並非要來取代多晶矽材料,它扮演著一種互補性的角色,提供給太陽能業者額外的料源供應、技術及商業選擇模式,我們已經具有大規模量產的產能設備,足以幫助太陽能產業的成長,基本上這2種技術不應該被拿來作為相互取代性的比較,它們彼此具相當的互補性。
問:道康寧投入該項技術的動機為何?
答:道康寧本身在矽純化、處理、專業製造方面長期累積豐富的經驗,在十分具成長潛力的太陽光電業中,道康寧於該市場的定位是提供具成本效益、耐用性、效能性的廣泛材料供應商或材料方案解決者,而太陽能應用與半導體矽材料之間,具有高度的互通性,這正是道康寧的核心優勢所在。
問:由於道康寧本身是全球多晶矽第一大廠Hemlock的主要股東,亦是其三氯矽甲烷的主要供應者,但投入冶金純化技術後是否可能有與Hemlock在矽材料供應上產生競爭之虞?
答:PV1101其實是純化度高的多晶矽材料的互補品,它是為太陽能產業提供一個新的原料供應來源以及新的技術與商業選擇。
問:道康寧與Hemlock未來在太陽能材料供應市場上,是否有不同的定位目標?
答:道康寧與Hemlock在法律上是分開的,道康寧是Hemlock的主要股東之一,其他股東包括ShinEtsu Handotai 及 Mitsubishi Materials,道康寧與Hemlock各專司的各自經營的商業領域;而道康寧推出的PV1101即是鎖定在太陽能多晶矽長晶領域的應用,並與Hemlock所供應的多晶矽具有互補應用的作用。
問:由於多晶矽材料的缺乏,據了解全球已有許多業者投入冶金級矽純化技術,包括新日本製鐵(Nippon Steel)、日本JEF等,道康寧在冶金級矽純化技術定位與這些競爭者有何不同、道康寧的優勢為何?
答:基本上,我們不對其他的科技公司作任何評論,道康寧致力於太陽光電產業的發展,將以自身在半導體業上的獨特地位及領導的優勢,提供客戶更新的選擇。
因應消費性電子產品輕薄趨勢 封裝廠積極量產QFN超薄IC封裝技術
(記者李洵穎∕台北) 2006/09/12
為因應消費性電子產品強調輕薄短小的趨勢,醞釀2~3年的QFN超薄IC封裝技術終於在2006年開花結果,愈來愈多的封裝測試廠進入量產,包括日月光(2311)、矽品(2325)、超豐(2441)、典範(3372)和誠遠(8079)等,均已有客戶開始量產,但因其產值不及其他領域,如高階BGA封裝,故仍以超豐、典範和誠遠等以消費性為主的中小型廠較為積極。
封裝業者指出,QFN封裝目前已經超越傳統的引線封裝,用來取代成本較高的晶圓級晶片尺寸封裝(wafer level CSP),而CSP雖將封裝外形縮減成晶片大小,卻須使用間距很近的錫球陣列做為元件接腳,使得產品製造難度提高;而QFN封裝不但體積小、成本低、生產良率高,還能為高速和電源管理電路提供更佳的共面性以及散熱能力等優點,此外,QFN封裝不必從兩側引出接腳,因此電氣效能勝於引線封裝必須從側面引出多隻接腳的SO等傳統封裝。
QFN封裝技術仍以應用在消費性IC為最大宗,包括如RF、通訊等,同時封裝腳數在48pin以下,自2~3年前開始興起,到2006年技術才逐漸成熟,日月光、矽品等均有此技術,但因QFN封裝產值不大,因此該2大廠沒有放太多心力於此,而研發態度較為積極者多屬中小型廠;另外,華泰也曾在客戶要求下考慮投入QFN,但最後因材料太貴等因素而放棄。
超豐、誠遠等封裝業者表示,每顆IC採用QFN封裝的成本視腳數不同,介於3~6元之間,而傳統封裝成本約在1元上下,而QFP則在10多元,即使QFN的材料比其他導線架封裝高出2倍,但整體封裝成本還在可以接受範圍,因此QFN技術逐漸興起;該項技術因應用在高單價的消費性電子產品,如手機、PDA、GPS等,技術成本佔終端產品價格並不顯著,因此下游客戶對QFN的接受度也逐漸提升。
超豐表示,由於消費性IC具有少量多樣的特性,基板因多應用於量多、標準化的產品,因此消費性IC使用基板封裝的成本太高,平價化的導線架封裝對消費性產品較為有利,而以消費性為主的封裝廠而言,採用導線架的QFN技術是另一項新商機。
跨入QFN是典範2006年以來較為令人關注的題材,典範認為,可攜式電子為市場趨勢,輕薄IC具市場潛力,典範產品以0.65~0.85mm厚度為主,厚度甚至可達0.4mm,超薄型IC封裝平均毛利率為30%以上,高於平均毛利率;典範表示,將持續提高QFN超薄IC封裝產能,預計2006年底前產能將較上半年增加1倍,有助2006、2007年業績成長動力。
超豐則算是跨入QFN領域腳步較晚的公司,該公司見到市場需求方決定投入新技術,顯見超豐保守穩健的公司作風,目前超豐仍在認證中,但已針對部分客戶送樣。
儘管類比IC封裝技術朝向輕薄的QFN封裝漸成趨勢,但因要求較高標準的EAGLE測試機台搭配,而此種機台對測試廠誠遠而言,屬於價格高昂的投資範圍,因此該公司在訂單不明朗之際,不願冒險投資;不過,誠遠表示,近日不但有既有客戶需求提高,而且新類比IC客戶,如益力、力智及通嘉科的詢問度也高,因此決定再增加機台產能。
火線話題-惡公婆條款 飛利浦Veeza菜色似乎該換了?
(許金池∕採訪中心) 2006/09/12
飛利浦(Philips)興高采烈端出Veeza這道新菜,雖然Veeza菜色新穎有創意,不禁讓人佩服飛利浦對專利授權的用心程度,不過,由於食材、調味料與控制火侯遠不合台系碟片廠及預錄廠口味,Veeza若要順利建立口碑恐仍要再做一番修正,才會吸引客戶上門。
飛利浦全力捍衛專利權,積極推廣Veeza新制,於情於理於法上,飛利浦絕對站得住腳,不過,何以台系、大陸兩地的碟片廠與預錄廠全面抵制不簽,顯然各家碟片廠也有其考量。
雖然飛利浦積極釋出善意,以調降權利金的優惠,吸引碟片廠簽訂新約,不過,飛利浦在新的授權合約上,卻以條條極度不合理的條約內容,綁死各家碟片廠,這也造成碟片廠興趣缺缺的主因。
在飛利浦新的授權合約內容規定,飛利浦除要求碟片廠提供出貨數量、客戶資料外,光碟片出貨必須檢具飛利浦授權的證明文件(LSCD),此外,飛利浦亦要求碟片廠對所購買新設備、採購數量或高階主管異動,均需主動對其報告。
而在不合理要求規範下,碟片廠就打趣比喻說,飛利浦就如公婆,碟片廠就如媳婦,客戶就如兒子般,欲嫁入豪門,必須先檢視媳婦的條件,而在通過其資格認定後,兩人才可正式成親(指客戶可以向碟片廠下單)。
碟片廠表示,廠商與客戶出貨資料與次數,就如兒子與媳婦進行親密關係的頻繁次數,下貨訂單數量,就如2人用過多少保險套,飛利浦都必須知道,然後依照親密次數收取房租(專利授權製造費),2人完全赤裸裸展現在公婆面前,毫無隱私可言,業者與客戶間商業機密完全暴露在飛利浦。
此外,凡是簽訂新約,飛利浦亦在合約內容上加上不能質疑其所擁有的專利權,若要提出告訴的話,廠商願意放棄法律抗辯權,碟片廠指出,此一條文,亦代表飛利浦的權威是不容接受挑戰的。
就專利權的角度來看,飛利浦在CD-R所擁有專利權當然是無庸置疑,但是換個角度來看,台灣業者就如弱勢媳婦一樣,只能根據其遊戲規則而走,這也是為何台系碟片廠遲遲不簽下Veeza的背後原因,寧願選擇單身生活。說穿了,Veeza就是綁住媳婦的惡公婆條款,因此,飛利浦若要順利推展Veeza,還是來點開明實際一點的作風吧!
大型發電廠終走向式微 未來發電廠就在自家後院?[
(國際新聞中心張廖婉菁∕綜合外電) 2006/09/12
2050年時全球能源供應將由再生能源所取代?姑且不論這項推論是否能成真,已有能源專家大發議論表示,大型發電廠的發電成本不但高昂,未來勢必會成為過時的老古董,以後發電設備將更小型化、地點也由集中走向分散,未來家家戶戶可能在地下室、車庫亦或者屋頂上就會有自己的供電裝置。
專家表示,現在能源問題有別於70和80年代,當時是肇因於政治問題,但現在油價高漲卻是導因於部分市場的需求過於旺盛,以印度為例,2004~2005年間進口原油數量超過8.3萬桶,和1999~2000年間數據相比,增加了1倍以上。
以金磚四國(巴西、俄羅斯、大陸和印度)目前對原油需求的程度來看,全球的產油量將從2010年開始減少,專家甚至預測,如果大陸和印度的經濟擴張速率繼續維持現階段的高成長,則其耗油量每年將增加6%,若要達到供需平衡,2010年時的全球石油產出必須增加43%,屆時每桶油價可能上漲到100美元,各國都將因此深受其害。
根據8大工業國所做的調查則指出,雖然加速再生能源的部署可能得投資超過1,000億美元,但油價上漲所造成的損失恐怕更嚴重,只要油價每上漲10%,增加的油價成本可能就要幾十億美元。
新興市場印度境內的傳統能源,如石油、天然氣、鈾礦和煤礦可能很快就會耗竭殆盡,石油只要25年的時間、天然氣和鈾礦分別只要40年和80年,煤礦情況稍好,但大概200年就會用完,這已引發印度官方開始重視再生能源的發展。
目前印度使用分散式發電系統比重還不及3%,但以印度這樣地域廣泛,多種族且多語言的國家而言,若要發展分散式的可再生發電設備挑戰勢必不少,不論是技術面、營運或控管均非易事,可能必須依照各地區的不同的特性加以推廣。
而且,傳統發電方式和再生能源發電方式各自的競爭優勢也會影響他們的普及率,現在再生能源發電的成本雖相對較高,但隨著經濟規模擴大,勢必會慢慢下降,以太陽能為例,現在用太陽能發電的成本已比80年代減少2~3成,但因印度的再生能源的發電效率不高,其實也多少都會影響人們使用的意願。
三星發表32Gb NAND Flash 未來將採40奈米製程生產
(國際新聞中心陳怡均∕綜合外電) 2006/09/12
三星電子(Samsung Electronics)宣佈最新研發成果,發表NAND型快閃記憶體(Flash)容量倍增的32Gb產品,未來並將導入40奈米製程技術打造該產品,以及最新記憶體PRAM,宣稱儲存速度更上一層樓。
身為全球NAND型Flash最大供應商的三星,自1999年起便極力研發擴大產品容量,使NAND型Flash容量得以每年倍增的速度增加,三星半導體事業群總裁黃昌圭日前向外界展示32Gb NAND型Flash,容量即較上一款16Gb倍增;三星在2005年10月曾宣佈採用50奈米製程技術推出16Gb的NAND型Flash。
除此之外,三星並且發表最新非揮發性記憶體PRAM,並且向外界展示512Mb的PRAM原型,該產品主要應用在數位裝置儲存資料速度更快,儲存速度約為傳統Flash的30倍,三星並表示,PRAM未來可望與NOR型Flash一較高下,估計將於2008年問世。
DRAM廠看好這波景氣 高啟全:應可維持到後年明年全球DRAM銷售額將增至292億美元
(記者吳宗翰∕台北) 2006/09/12
為期3天的台灣半導體設備暨材料展(SEMICON Taiwan 2006)於11日舉行開幕論壇,華亞科(3474)總經理高啟全於開幕論壇中指出,目前看來,整體DRAM市場表現相當不錯,而這波市場榮景應可維持到2008年,由於看好2007年景氣,華亞科將提前通過第二座12吋廠第二階段6萬產能預算,三星電子(Samsung Electronics)半導體事業群總裁黃昌圭亦指出,2007年DRAM景氣可望優於2006年。
根據外電報導指出,黃昌圭於11日表示,三星的半導體部門第三季營收將創下歷史新高。且目前以全球整體DRAM市場看來,2006年下半將更優於上半年,2007年也將會更好,日前市調機構iSuppli便指出,由於目前DRAM景氣相當不錯,因此三星可能已開始將原本用於NAND型快閃記憶體(Flash)的產能調回投入DRAM。
另外,由於微軟(Microsoft)推出次世代視窗作業系統Vista之賜,2006年下半DRAM市況將確定進一步改善,因此2007年景氣也將更好。預估2007年全球DRAM銷售額可望由2006年的280億美元攀升至292億美元。
高啟全指出,2006年雖有DRAM廠12吋廠加入生產,但目前看到的是,大多數DRAM廠到了2006年才確定景氣轉強,因此大部份增加的12吋廠均在2006年才開始投入建廠,12吋廠真正供給較多的會是在2007年,不過,就算2007年有12吋廠投入,但由於屆時約有40%的8吋廠將被淘汰,因此,DRAM整體供給仍處於吃緊狀態,而不會有供過於求的情形,再加上2007年微軟新款Vista作業系統推出,需求將更為增加,況且每年DRAM需求均有40~50%的複合成長率,這部份又再強化DRAM市場需求,因此整體看來,DRAM產業的榮景應該可以持續到2008年。
他進一步指出,DRAM廠從2005年起開始轉入12吋廠和90奈米製程,與1993~1995年時DRAM廠從6吋廠轉到8吋廠相似,因此,可以預見未來幾年DRAM價格均會相當穩定,也正因為看好未來幾年的DRAM市場,華亞科也預計在9月所召開的董事會中討論,提前通過華亞科第二座12吋廠第二階段6萬片產能預算。
新聞評析-MLC主流之路不遠 台模組廠受惠最大具價格競爭優勢 未來NAND Flash產業將由其主導
(記者連于慧∕特稿) 2006/09/12
隨著三星電子(Samsung Electronics)降低SLC(single-level-cell)晶片,且增加MLC(multi-level-cell)晶片供貨量,MLC晶片在NAND型快閃記憶體(Flash)產業中的主流之路不遠,台系記憶體模組廠將成為最大受惠者,在價格上具競爭優勢,加上2006年NAND型Flash價格下修,晶片成本越來越便宜,加速終端產品的出貨量持續增加,未來模組廠NAND型Flash產品出貨量成長速度將更快。
一般而言,NAND型Flash的MLC晶片雖然在讀寫速度上不如SLC晶片快,且寫入次數多,但具有成本較低優勢,對一般非專業玩家級的消費者而言,其實採用MLC晶片的NAND型Flash產品相當夠用,且價格也較便宜,因此消費者的接受度較大。
然過去MLC晶片的供應商以東芝(Toshiba)和新帝(SanDisk)為主,三星的MLC晶片量產之路延宕近2年時間,隨著2006年下半製程逐漸成熟,量產後供貨開始增溫,未來整個NAND型Flash產業將逐漸由MLC晶片主導。
雖然上半年因為NAND型Flash價格大跌近60%,且大部份以SLC晶片為主,使得SLC和MLC晶片的價差大幅縮小,且幾乎相當接近,因此,2006年上半各家記憶體模組廠在NAND型Flash產品線出貨量同步放大,且成長幅度相當驚人。
隨著NAND型Flash大廠近期在MP3國際大廠包產能的效應下,大幅控制SLC晶片出貨量,因此,近期SLC晶片價格明顯拉升,與MLC晶片將保持正常的價差關係,然台系模組廠拿到的MLC晶片明顯增加下,未來在前線打戰的資源將日益強壯。
三星SLC供貨減50% NAND Flash市況轉趨樂觀供給吃緊、模組廠積極回補庫存 惟MLC供貨增溫有助改善獲利
(記者連于慧∕台北) 2006/09/12
模組廠表示,因為三星電子(Samsung Electronics)的SLC(single-level-cell)製程技術的NAND型快閃記憶體(Flash)晶片供貨以國際大廠為主,9月SLC供貨量較8月大幅縮減至少50%,因此目前8Gb的NAND型Flash出現短缺,使得近日價格明顯上漲,然值得注意的是,模組廠期待已久的MLC(multi-level-cell)NAND型Flash晶片,隨著三星製程順利量產,自8月下旬供貨量開始加溫,有助模組廠進一步穩固NAND型Flash產品線的成本結構。
模組廠表示,為了全力支援蘋果(Apple)等國際大廠新產品推出,三星將SLC晶片供貨以國際大廠為優先,因此9月拿到的SLC晶片與8月相較,至少減少50%左右,且海力士(Hynix)也有控制上游NAND型Flash供貨的跡象,這些NAND型Flash大廠在經歷大跌後,似乎有搶搭本季末班車的意味,將NAND型Flash行情順勢拉一波。
根據集邦科技(DRAMeXchange)報價,8Gb晶片價格再度大漲超過5%,高價來到17.6美元,平均價格為14.76美元,16Gb晶片則大漲超過8%,平均報價為28.28美元,而4Gb晶片則因為目前通路端供貨算是穩定充足,因此價格僅是小漲,反應不如8Gb、16Gb晶片明顯。
模組廠進一步表示,雖然9月SLC供貨明顯減少,但之前等待已久的MLC晶片自8月下旬起開始逐步增溫,對於NAND型Flash產品的獲利結構,有進一步改善空間。
2006年以來,NAND型Flash價格走跌幅度累計達60%,主要是以SLC晶片為主,然也使得SLC和MLC晶片的價差明顯縮小,而當2者價格差不多時,廠商當然傾向採購效能較好的SLC,然近期因為上游嚴控供貨,使得SLC晶片供貨大減,再度拉開與MLC晶片的差價。
通路商表示,上游NAND型Flash供給受到控制、庫存去化達一定程度,加上MP3大廠高容量產品陸續問世,這3項因素相加,讓原本看法趨於悲觀的NAND型Flash市場出現轉機,近期開始供貨吃緊,大家追價補庫存的心態也比之前積極些,因此價格陸續上揚,在第三季即將進入尾聲之際,NAND型Flash終於有倒吃甘蔗的行情。
18吋廠世代合資模式 記憶體產業大趨勢 單座廠投資額過大 需共同分攤研發費用、降低營運風險
(記者吳宗翰∕台北) 2006/09/12
華亞科(3474)總經理高啟全於11日參加台灣半導體設備暨材料展(SEMICON Taiwan 2006),此次也是SEMICON Taiwan第一次邀請純記憶體廠商擔任演講者,高啟全於會中表示,目前雖還無法確定18吋廠世代何時會來,但可以確定的是,由於投入18吋晶圓廠建造會是1項相當龐大的投資案,因此更不可能由單一半導體廠獨立完成,也就是說,未來跨入18吋廠世代時,如華亞科由南亞科(2408)與英飛凌(Infineon)合資(Join Venture)成立的模式將會越來越普遍。
高啟全表示,18吋廠將是未來半導體產業的主流,只不過由於在製程技術、設備及材料上還未正式定案,再加上要投入何種產品用於18吋廠也還未知,因此,尚無法確定18吋廠何時會成為主流。
但是從興建1座12吋廠便要花費30億美元來估算,興建18吋廠將需花費逾50億美元,整體投資金額更為驚人,加上產出量也將快速拉高,因此屆時如何讓18吋廠產出的產品有適當運用之處,便成為當下所有半導體廠商必須思考的問題,而也正因為投資金額較12吋廠多出甚高,未來半導體廠以合資方式來完成建廠,勢必將成為產業發展趨勢,換言之,未來廠商採南亞科與英飛凌合資成立華亞科的模式,將會相當普遍情況,而現在來看,最有可能率先投入18吋廠建造的,將會先以生產微處理器(CPU)為主。
高啟全認為,由於南亞科和英飛凌合資成立華亞科展現極佳的獲利能力,對於近日傳出爾必達(Elpida)與力晶(5346)可能在台灣合資成立新公司,高啟全對此表示,合資可以分擔龐大的研發費用,進一步降低營運風險,因此合資將會是全球的趨勢,也代表華亞科模式是成功的。
高啟全指出,就過去產業發展歷史經驗來看,全球半導體廠在發展6吋廠時,廠商總數便高達450家左右,但後來進入到8吋廠世代,總廠商數便因部份業者競爭力不足而減少3分之2,到了12吋廠世代,又因多數8吋廠自動化程度不足,無法跨入12吋廠生產半導體產品,因此將再減少40家左右,而這樣的趨勢到了18吋世代則會因自動化程度持續提高,廠商家數恐將進一步降低。
三星30億美元採購大餅 台廠摩拳擦掌!逾50位採購主管10月來台 面板、半導體採購是重頭戲
(記者王君毅、郭靜蓉∕台北、台南) 2006/09/12
韓廠三星電子(Samsung Electronics)委請經濟部等單位協助,擬在10月11、12日在台舉辦採購大會,屆時三星電子旗下13個事業部、超過50位採購主管將來台與會,預計會有近130家台灣業者參加。三星電子2006年對台採購金額約達25億美元,較2005年成長25%,隨著三星電子廣開與台廠合作之門,加上對台採購面板、半導體等元件數量持續攀升,預計2007年對台採購可望衝破30億美元大關。
目前三星電子全球共有6個採購總部,分別位於大陸、新加坡、歐洲、台灣、日本及美國等地,2005年起台灣已成為三星電子全球第二大境外採購地區,僅次於日本。三星電子大中華採購總部台灣中心總經理車元大表示,10月所舉辦採購大會係針對潛在與新合作夥伴,因此,既有與三星電子合作供應商將不參加。至於確切採購種類與金額,三星電子未表示意見。
事實上,車元大日前指出,2006年對台採購約25億美元中,面板採購金額比重最大,約達8億~10億美元,較2005年至少多2億美元,包括友達(2409)、奇美電子(3009)、華映(2475)、彩晶(6116)及勝華(2384)均已與三星電子建立合作關係。此外,半導體元件亦是三星電子對台採購重點項目,2006年半導體元件採購金額約佔3成比重,主要合作業者為晶豪科(3006)、晨星、立錡(6286)等。
台廠預料,三星電子此次除既有面板、半導體元件外,包括發光二極體(LED)、液晶顯示終端上游元件、手機零組件等,都將是三星電子採購項目,隨著三星電子與台廠合作更趨緊密,預估2007年三星電子對台採購金額有機會突破30億美元,且仍以面板採購比重最大。
台面板廠則指出,包括三星電子、飛利浦(Philips)、戴爾(Dell)、惠普(HP)等採購大廠,均常與台廠接觸,其中,三星電子約在每年第三季末、第四季初時,會與台系面板廠洽談整年度面板採購量,通常三星電子會給面板廠隔年的出貨預估值,然後視面板廠能否供應足夠產能,在雙方達成共識後即會簽約敲定,其間可能一次談定或經多次洽談後才決定。
面板廠表示,像是三星電子等知名品牌大廠提供給面板廠的年度出貨預估值,通常都能達到預估出貨目標,此次三星電子在台所舉辦採購洽談會,雖然未針對既有面板供應商,但由於距離年度面板合約洽談採購時間已十分接近,因此,三星電子近期應會針對2007年面板採購案有所動作。
此外,三星電子允許對外面板採購量最高達6成,由於數量不少,對台面板廠而言,三星電子是重要合作夥伴;目前三星電子已預訂彩晶2007年19吋液晶監視器面板400萬片數量,且三星電子近期亦躍升為華映第一大客戶,採購項目以32、37吋液晶電視(LCD TV)面板為主,進而促使華映8月液晶電視面板出貨創下25萬片新高紀錄,8月合併營收大幅成長2成。
台廠指出,由於三星電子業務範圍頗大,此次主要事業部採購部門高階主管都將來台,因此,三星電子此次活動已引發台廠高度重視,預計將有近130家業者與會。
富士通與東京工業大學聯手開發FeRAM的新型材料
上網時間 : 2006年08月10日
富士通微電子(Fujitsu)台灣分公司宣佈,東京工業大學(Tokyo-Tech)、富士通實驗室(Fujitsu Laboratories)與富士通公司已經聯合開發出一種用於新世代非揮發性鐵電記憶體(FeRAM)的新型材料。相較於目前FeRAM生產中使用的材料,此種包含鉍鐵氧體(BiFeO3或BFO)的合成材料能提供多出五倍的資料儲存容量。
FeRAM採用以BFO為基礎的材料,並運用65奈米製程技術所打造,因此可將記憶容量擴展到256Mbit。新款FeRAM並具備超低功耗與高速傳輸速度,可滿足新一代個人化行動電子產品小巧、易操作與高安全性等特點的IC卡等。富士通預計將於2009年推出樣品。
BFO是由鉍、鐵和氧原子構成的具有鈣鈦礦結構的鐵電材料。目前普遍使用的鐵電材料是鋯鈦酸鉛(PZT),但其低蓄電能力常限制了可擴充性,該技術限制預計在2009年,發展至130奈米節點時就會出現。此外,內含Mn doped的BFO薄膜電容器能夠減少漏電流,並具備180-220μC/cm2的交換式充電(Qsw),這相當於殘留極化值2Pr的兩倍,顯示在技術節點方面具備的巨大擴充潛力。
採用65奈米技術的FeRAM可使用含Mn doped的BFO來製造,其裝置架構與使用180奈米技術生產的FeRAM的裝置架構類似。此款新材料讓FeRAM具備更大的可擴充性,將存儲容量擴充至2014。與現有的1Mbit容量相比,256Mbit FeRAM擁有高出2個等級的密度。隨著密度的提高,FeRAM的應用將可伸及至電子紙裝置與「Quick-on-Computer」(電腦在開機後能夠立刻使用)等全新領域。
富士通於1999年開始FeRAM的量產。至2006年3月為止,富士通已經銷售數億顆嵌入式與獨立式FeRAM晶片,其中包括1Mbit獨立式FeRAM晶片。富士通於今年在東京舉行的日本應用物理學會(Japan Society of Applied Physics;JSPS)會議與在夏威夷舉行的國際積體鐵電元件應用會議(International Symposium on Integrated Ferroelectrics;ISIF)上已發表此新款材料與製程技術。
針對未來汽車應用的高可靠性創新半導體方案綜述
上網時間 : 2004年12月01日
現在,汽車產業的創新幾乎完全由智慧電子技術驅動,很多情況下這也是唯一可以實現新功能特性的途徑。如今,一個裝備良好的高級汽車一般具有40~50個電子控制單元,頂級車型甚至有70個以上。每個控制單元至少有一個微型電腦和幾個類比零件。因此,近年來汽車產業已成為半導體產業的一個重要市場。今後幾年半導體技術將會怎樣呢?對汽車電子產業有何影響呢?
半導體製程尺寸越來越小的趨勢會繼續延續。目前,針對汽車應用的MCU所用製程範圍從0.5微米至0.18微米。基於0.13微米製程的MCU也已開始啟用。
量產預計於2005年開始。飛思卡爾的MPC5200和MPC5500架構是這一製程技術的典型代表。90nm和65nm製程也正開發中。隨著尺寸的縮小,每個晶圓上的晶片數目將大幅增加,但相應的晶片光罩和生產成本也會大幅提高。300mm晶圓的採用將進一步增加成本。因此,只有大量產才能實現具有成本效益的設計和產品生產。長遠來看,一個半導體系列產品的很多衍生型號都將遭受淘汰的命運。顯然,將來的趨勢是少品種、大批量。
為了支援針對汽車應用的未來定製方案,就需要基於嵌入式快閃記憶體EEPROM技術的靈活、可配置且可程式的產品。因此,在專用ROM MCU的開發中,eFlash技術將受到青睞,而且將來會取代簡單的CMOS技術。此外,越來越多的EEPROM模擬基於標準eFlash儲存模組。然而,EEPROM模擬仍需要高性能嵌入式快閃記憶體技術,以便獲得至少一萬次的編程/擦寫周期。再過幾年,一種全新的非揮發儲存技術將用於汽車應用。MRAM儲存技術可滿足MCU記憶體的所有專用需求,而且不存在目前的記憶體劃分(如ROM、RAM和EEPROM)的限制。非揮發性記憶體可快速寫入即時狀態數據的功能將打開新的應用之門,如飛機黑匣子記錄功能。此外,各種低功耗待機模式將大幅降低閒置模式下的功耗。飛思卡爾已經推出第一批MRAM記憶體樣片。
圖1: 周邊模組控制完全由I/O控制器完成的X-GATE概念。
針對汽車創新應用的未來結構
創新功能的實現通常需要越來越高性能的運算方案。與PC不同的是,在汽車應用中高性能運算能力不能簡單地依靠增加時脈速率來實現。在這裡有很多因素在限制著時脈速度的提高,比如高達125℃的周圍溫度、缺乏散熱裝置及功耗的限制等。此外,汽車系統嚴格的即時要求大幅降低了傳統高性能CPU的效率。頻繁的任務切換和大量的中斷使得CPU管線或高速緩衝記憶體應接不暇。將部份任務轉移給周邊元件可解決這類問題,如I/O處理器和狀態機等。在馬達管理應用中,專門的‘時間處理單元’可負責分析和產生複雜時序訊號的責任。智慧DMA模組可自動處理來自LIN或CAN網路的通訊數據,或靈活儲存類比數位轉換器(ADC)數據。依靠新的地址和數據匯流排架構可實現主CPU和I/O處理器或DMA模組的平行執行。這種分佈式智慧架構最早在新近推出的32位元MCU MPC5500、MPC5200和MAC7100中得以實現。在16位元領域,新的方法也在探索之中。一個專門針對汽車應用定製的I/O處理器模組可掌管所有周邊模組的處理,因此CPU得以解脫以處理純應用任務。針對時序、通訊和ADC的周邊模組控制完全交給了I/O處理器模組。全新的16位元HCS12X MCU系列就採用了這一稱為X-GATE的新概念。
可以說針對汽車應用的定製MCU結構將會繼續發展,因為它們能以低功耗、適度的散熱及良好的程式儲存效率來滿足高性能運算等系統要求。帶I/O處理器模組的智慧周邊電路的另一個重要優勢在於其高度的靈活性和可配置性。因此,單個MCU型號就可有效解決多種汽車應用的問題,這也正好符合半導體產業逐漸減少衍生產品型號的發展趨勢。AUTOSAR軟體組件標準化計畫也是這一產業趨勢的體現。飛思卡爾積極參與了所有與MCU相關的AUTOSAR工作組,以定義軟體和MCU硬體之間的最優介面。
汽車創新的未來概念
透過LIN和CAN網路互連汽車的各個控制單元已經達到了一種極限。現在,創新的功能需要快速且確定性的數據傳輸。FlexRay通訊技術不但為汽車應用提供了快速且確定性的數據傳輸,而且可實現容錯分散式系統。該技術在汽車中的部署和應用本質上依賴於具有成本效益的合適的半導體產品。為了服務於更廣泛的市場和應用,飛思卡爾決定開發單片式FlexRay方案。MFR4200元件是一種整合的FlexRay協議控制器,主要針對汽車市場。該元件可與飛思卡爾的16位元和32位元MCU無縫介面,因而實現低成本的FlexRay控制單元網路。只要簡單地添加FlexRay控制器,就可將現有和新的控制單元整合進FlexRay網路。跟CAN類似,FlexRay控制器功能將來也要整合在MCU中,因而進一步降低成本。相應的產品已在開發之中,預計明年將會上市。
幾年前,線控(Drive-by-Wire)技術是汽車產業頗受爭議的一個創新。該技術正被一步步應用,如電動-液壓剎車和電動方向盤操縱系統,以及目前的‘電子氣壓踏板’。電控伺服馬達和制動器(actuator)在將來的線控系統中將發揮重要作用。有效的控制越來越需要DSP功能。DSP和MCU的整合將是實現低成本、高效率系統的關鍵。飛思卡爾開發的MC56F8300 MCU結構正是針對這一應用領域,它不但整合了DSP和MCU功能,而且還整合了專用周邊電路模組。這樣就可以採用簡單的機械元件和低成本的電動馬達。此外,速度和定位感測器可以省去,或者作為容錯系統的額外一級冗餘。
圖2: 整合了DSP和MCU功能以及專用周邊模組的16位元混合控制器56F8300框圖
半導體產業另一個重要趨勢是模擬功能和智慧控制邏輯的整合。飛思卡爾先進的0.25微米SmartMOS-8技術可實現數位CMOS邏輯與模擬雙載子電晶體及橫向DMOS功率電晶體的高度整合。SmartMOS-8首次使用通道技術獲得了極高的功率電晶體封裝密度,這顯示多個功率開關能以一種高效的方式整合在單個晶片上。即使小的MCU子系統也能以一種低成本的方式整合起來,因而實現全新的智慧負載控制器概念,特別適用於照明和制動器(actuator)。
提高汽車可靠性的未來功能和概念
除了創新的功能和技術外,汽車產業還有另一個重要要求:高可靠性。流行的術語叫做‘零缺陷’計畫。半導體元件自然在該領域起著重要作用。汽車半導體從設計開始就需要100%的測試覆蓋率,新的晶片開發由最新的晶片設計方法和功能級驗證工具提供支援。在最後的半導體元件測試中,自動測試模式產生和全掃描測試方法是檢測邏輯錯誤的最佳方式。此外,‘內建自檢’模組適用於檢測全掃描測試無法覆蓋的功能錯誤。
不過,控制設備失敗的原因有可能不是由缺陷零組件造成的,而是由缺陷軟體、沒有編譯或錯誤解釋的規格,以及汽車的‘噪音’環境(如導致EMC問題的突波及電源噪音等)。為減少這類失敗,飛思卡爾的新型MCU結構增加了安全和保險性。智慧‘時脈監控’系統可監控時脈品質,以便檢測和濾除掉引起EMC問題的噪音。如果由於石英晶體毀壞等原因而導致整個時脈失敗,一個內部VCO就會自動啟動以保持控制單元的正常工作。自動化的‘邊際驗證’功能可確保嵌入式閃速EEPROM記憶體的高品質數據編程。程式和數據記憶體的錯誤可透過‘糾錯編碼’技術被即時檢測和糾正。高速緩衝記憶體系統還使用了互補奇偶資訊。此外,被保護儲存區域的自動簽名產生和驗證也可確保高度的數據完整性。記憶體保護單元可防止個別軟體任務非法存取記憶體和週邊設備,並適用於檢測‘軟體跑飛’情形的產生,因而可保證控制單元處於安全和穩定的工作狀態。這種安全和保險特性的不斷整合為汽車產業‘零缺陷’計畫的發展做出了貢獻。
作者:Hans-Peter Heigl
技術總監
飛思卡爾半導體德國公司
IBM與英飛凌發佈共同開發的0.18微米MRAM記憶體原型
上網時間 : 2003年07月26日
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在2003年VLSI技術研討會上,IBM與英飛凌公司的合作研發團隊發佈了磁阻RAM(MRAM)陣列的原型,這顯示出MRAM技術獲得重要的發展動力。該MRAM聯盟總監A.R. Sitaram展示了兩款均採用0.18微米製程的測試晶片。這是採用0.18微米設計規則和標準邏輯製程製作的MRAM原型首次公開亮相。此前,在MRAM開發方面居於領先的摩托羅拉公司曾發佈過一款4Mb MRAM。
不過,MRAM儲存單元的尺寸能否迅速縮小因而使之具有競爭力依然是個問題。128kb的原型陣列每個儲存單元面積是1.4平方微米,與目前三種主流的記憶體─快閃記憶體、SRAM或者DRAM相較,新元件要大得多。
然而,作為一種非揮發性記憶體,IBM與英飛凌的MRAM據稱具有極優的性能,其存取時間僅為5奈秒,寫脈衝也是5奈秒。Sitaram表示,MRAM的儲存持久性至少比快閃記憶體技術高兩個數量級。但他承認,MRAM記憶體寫一個單元需要6毫安電流,這仍然偏高。雙方的合作團隊正研究改善交換層厚度的方法以減少功耗。“如果我們不知道如何改善功耗和單元尺寸,我們就不會開發MRAM,”Sitaram說。
日立公司的一位經理:MRAM需要一個磁層。IBM和英飛凌使用被隧道絕緣層隔開的鉑錳材料充當磁層。"> Kimura指出,縮小尺寸是個巨大的挑戰。目前為止,已公佈的最小MRAM單元尺寸是0.6平方微米,而Kimura認為,MRAM製造商需要將尺寸縮小到約0.1平方微米才能成功。
相較之下,六電晶體SRAM單元在採用90奈米製程時大約是1平方微米。在VLSI研討會上,東芝和SanDisk公司公佈了一款採用90奈秒製程的NAND型快閃記憶體單元,其尺寸僅為0.041平方微米。此外,東芝的工程師還介紹了一種採用65奈米技術、尺寸為0.11平方微米的DRAM單元。
不過,一位在T.J.Watson研究中心工作的IBM工程師Tak Ning表示,MRAM的速度是如此之快,以至於IBM認為它可以用來取代在伺服器中的SRAM。IBM堅信,如果MRAM能夠在單元尺寸和速度上擊敗SRAM,那麼MRAM將在伺服器領域贏得立足點,並逐漸進入低成本應用。英飛凌則瞄準了不同的目標應用,包括汽車IC,在此領域MRAM的可靠性和持久性將是關鍵因素。
IBM和英飛凌宣佈,他們將在位於法國的合資公司Altis Semiconductor集中製造MRAM記憶體。這家合資公司為MRAM產品開發提供了一座使用銅互連的現代化邏輯製程晶圓廠。
英飛凌的Sitaram在VLSI研討會上透露,IBM-英飛凌合作團隊採用反應式離子蝕刻來定義磁性隧道連結(MTJ),而以往一些技術使用的是離子研磨(ion milling)方式,這令很多與會者感到驚訝。合作團隊使用改進的商業噴鍍設備來沈積超薄磁層和絕緣層。約12埃厚的鉑錳磁層與氧化鋁絕緣層必須極其均勻地塗佈在整個200mm晶圓的表面上。
MRAM的一項挑戰是如何在開關一個MTJ時不造成相鄰位的極性‘翻轉’。IBM研發中心磁電小組的資深經理Bill Gallagher表示,IBM-英飛凌合作團隊已經能夠在2%的範圍內控制開關的臨界點。
在與英飛凌合作的同時,IBM還有兩個並行的MRAM開發計畫。一項在日本京都進行的研究工作將一個電晶體與一個MTJ相匹配,瞄準的是嵌入式記憶體應用。這種1T/1MTJ方法對開關速度進行了最佳化。
第二種方法是零電晶體,旨在用MRAM來替代快閃記憶體,瞄準的是獨立的大容量儲存應用。據Gallagher介紹,這種方法又被稱為交叉點架構,它使用字元(word)線和位元(bit)線來控制對單個儲存單元的存取。零電晶體方案能夠堆疊多個MTJ,達到兩倍於1T/1MTJ方法的密度。“我們能夠垂直堆疊2到4個、甚至6到8個MTJ,這取決於我們怎樣利用這種方法,”Gallagher說。但他把這種交叉點技術描述為第二代技術,並稱它不是那麼容易實現的。
作者:來大偉
應變矽成為提高電晶體速度的主要途徑
上網時間 : 2005年12月14日
由於高k介電材料明顯落後於45奈米節點技術,今年的國際電子元件會議(IEDM)聚焦於第二代應變矽技術,將其視為提高電晶體速度的主要途徑。技術專家還將探討提升電晶體性能的其它新方法,包括金屬閘電極和混合液晶定向技術。
此外,IEDM也將重點討論一些新興技術,如SONY公司的磁阻記憶體Spin-RAM,該元件利用電子的旋轉力矩實現了2ns的存取時間。
圖1: 英特爾將鎳散佈在閘電極中。FUSI將用於45奈米節點。
就在一兩年前,業界曾認為高k閘極氧化物會在2007年達到應用高潮,而最早一批製造商也將在那時開始著手製造65奈米半間距和閘極長度在30奈米範圍的電晶體(有時被看作是45奈米節點)。隨後研究人員意識到高k氧化物需要金屬閘電極,而金屬閘電極的理想製造方法是將兩種不同的金屬協調沈積在NMOS和PMOS電晶體上。在經過對這些金屬的一番探索後,研究界覺得這樣做很困難,於是把注意力轉向其它方案,試圖透過一種矽化製程把摻雜的多晶矽轉化成一種中間能階(midgap)的金屬。後來一些公司意識到,金屬閘可以和氮氧化矽一起使用來降低多晶矽損耗,而不是同高k材料一起使用。
在2005年IEDM上,英特爾公司的研究人員將介紹一種包含全矽化(FUSI)鎳電極的45奈米節點技術。這種由FUSI產生的金屬將同單軸應變矽通道(英特爾在90奈米節點首次實現了這種通道)互相結合使用。
這種全矽化電極提高了電荷密度,同時應變矽增強了載流子遷移率。英特爾稱這種補充效應使其性能較傳統與氮氧化矽一起使用的多晶矽閘電極提升了20%。
英特爾的一位發言人拒絕透露公司是否會採用FUSI電極進行量產。但20%的驅動電流改進(對NFET元件來說是1.75微安/微米;對PFET元件來說是1.06毫安/微米)正是大多數致力於將電晶體製程縮減到更小節點的公司所期盼的性能提升。
這看起來是FUSI進入英特爾公司製程發展藍圖的一個絕佳時機,事實上也的確如此。早在今年6月中旬,在日本京都舉行的2005年超大規模積體電路(VLSI)技術大會上,英特爾就聲稱它已經發現了一種高k和沈積金屬閘的組合,能夠滿足其45奈米節點標準,該技術有可能在今後的兩年半左右時間內投入實際生產。
在今年的IEDM上,來自AMD、IBM、SONY和東芝公司的研究人員將介紹了一種採用多種技術來應變矽通道的製程。這些人目前共同在紐約州IBM半導體研究和開發中心工作。IBM與其合作夥伴或許已經開發了一種能夠提高性能的商業化可靠方法,而相對增加的複雜度也仍在可接受的範圍內。利用其標準的65奈米製程(已經包含了雙氮致應力襯墊),這個團隊加入了額外的應變源,包括在PFET源/漏極區域生長的外延矽鍺,它類似於英特爾的應變矽方法。該團隊開發了NFET中的應力記憶技術,即在源/漏極區域退火處理之前將一個氮層放在閘極上。這些區域在退火期間會重新結晶,因而導入應力。當氮層在隨後的退火工序中被去除後,應變力仍然保存下來。
該IBM團隊聲稱它已經開發了一種低k材料,在應變誘導製程下能持續作用,因而使65奈米製程的導線延遲明顯減少。
另外,東芝的研發團隊將報告一種合併兩種應變矽形式的45奈米節點製程,它讓雙應力襯墊和位於漏/源極區域的沈積矽鍺(SiGe)互相結合。如同英特爾和IBM的進展一樣,東芝的研究工作避免將高k介電材料導入閘氧化物,而是堅持使用經過反覆驗証的氮氧化物(SiON)。
東芝公司位於日本川崎的先進LSI技術實驗室則研究了一種k值約為25的鋁酸鑭(LAO)材料。LAO膜採用一種高溫雷射濺射方法進行製造,因而在高k材料和矽基底之間不會產生任何可以觀察到的氧化分界物。
LAO介電材料的電氣氧化物厚度只有3埃,與SiON相當,其閘極漏電流僅有0.1A/cm2。但是,東芝的研究人員發現電子遷移率與SiON相較損失了大約40%,儘管他們推測經由最佳化的退火處理製程可以改善遷移率。
混合表面
另一組IBM研究團隊將混合定向矽加入到65奈米矽製程中,可將PFET的速度提高35%。該團隊的突破在於直接把不同方向的矽接合在一起。
圖2: 為了避免使用SOI晶圓,IBM利用固相外延(SPE)將100和110矽結合在一起。
幾年來,IBM公司一直在IEDM和其它會場上展示其混合定向技術。這項工作的動力來自眾所周知的一個事實,即PFET在所謂的110矽中執行更快。這涉及複雜的製程,從絕緣層矽(SOI)晶圓開始,到產生具有不同晶體方向的外延矽。儘管100定向和110定向矽的組合能夠產生快速CMOS元件,但做到這點需要一個多步驟的製程。
該團隊的直接矽接合技術把NFET整合在100矽表面,把PFET整合在110定向矽上,然後採用固相外延(SPE)把NFET區域中的晶體方向從110轉到100。透過把NFET置於100矽表面並把PFET放在110矽上,直接矽接合方法將環振盪器的性能提高了20%,IBM表示。性能的提高大部份歸功於PFET,其速度在110矽上提高了35%。
此外,由日本政府支援的Mirai-Aset研究聯合會將介紹用於絕緣層矽鍺材料製造的FinFET,該方法採用了雙軸應變技術。這種結構比較厚,其高度幾乎是寬度的兩倍,因而使得將在平面元件上奏效的應變技術原封不動地運用到更垂直的多閘元件中不太實際。
Mirai團隊研製的PFET結合了沈積矽鍺、壓縮雙軸應變和110定向矽,並從這種增強組合中大幅提高性能。這樣產生的FinFET與用傳統非應變SOI晶圓產生的FinFET相較,導通電流增加了45%,Mirai團隊表示。該元件展現了對短通道效應的良好抑制,這是FinFET結構的優勢之一。
SONY的Spin-RAM
本次會議舉行的一場關於新興元件概念的研討會,是以SONY公司提交的Spin-RAM原型設計揭開序幕。Spin-RAM設計利用電子的旋轉力矩對一個具有兩個鐵磁層(由一個隔片隔離)的磁隧道結(MTJ)進行編程。SONY研究人員採用標準的180奈米製程製成了一個4Kb的記憶體單元。
這個記憶體單元的外形為橢圓形,透過電流交互作用產生反磁化,該電流由MTJ中記憶體層的旋轉力矩和磁運動(或狀態)產生。對MTJ進行編程不需要外部磁場,在正確的條件下它的功耗與一個傳統的MRAM相較則明顯降低。
SONY介紹了脈寬與寫入閾值電流間的矛盾關係。對小於10ns的寫入時間而言,開關電流急速上升,而對於1ms的長脈衝來說,該單元達到一個較低的寫入閾值電流300微安(大約是傳統MRAM的二十分之一)。SONY認為,所需要做的工作是改進旋轉力矩的傳遞效率和磁層的熱穩定性。
關於碳奈米管和奈米線的研討會將討論一篇來自瑞典Lund大學的論文。Lund大學的團隊用化學束外延產生了一個由銦砷合金製成的奈米線垂直陣列。該團隊利用銦的傳遞特性,透過奈米線增強型通道製成了具有高遷移率的電晶體。由於額外增強的性能,Lund團隊預測遷移率有可能達到1萬伏秒/平方厘米。
在2005年IEDM的三天會議中發表了250個論文報告。值得關注的還包括:史丹佛大學的Mark Horowitz教授探討隨著CMOS製程的演進所帶來的功率限制,而英特爾研究員Greg Atwood則探討新興的非揮發性記憶體的發展前景。
作者: 來大偉
工研院電子所投入新興記憶體的研發創新
上網時間 : 2006年01月06日
台灣的記憶體產值在2004年達到新台幣2300億元,佔全球記憶體市場的二成,是重要的記憶體供應國。然而,長久以來台灣的DRAM業者都是採直接由國外引進技術的模式,自行研發的能力較弱。隨著記憶體進入深次微米世代,業者開始希望能以自行開發的方式來保持其技術優勢,也因此對下世代核心技術的需求益加迫切。有鑑於此,工研院電子所的前瞻電子與電路設計中心在組長蔡銘進博士的帶領下,已開始投入包括磁性記憶體、相變化記憶體、MIM製程等關鍵技術的開發,期望能藉此建立台灣在新興記憶體技術的研發能量。
磁性記憶體與相變化記憶體都是新興的記憶體技術,雖然包括三星、英飛凌、IBM、英特爾等多家國際大廠都已投入多年的研發工作,但目前也都尚未有真正商業化的產品出現。而對現有的DRAM技術來說,解決進入70奈米世代的漏電流問題,確是更為急迫的課題。
蔡銘進解釋說,“DRAM的基本原理是利用一個電容再加上一個電晶體組成的單元來儲存電荷,以分辨0與1的訊號。其電容結構為半導體─絕緣層─半導體(SIS, Silicon-Insulator-Silicon)架構。但是隨著製程微縮,單元的面積越來越小,相對的訊號量就越來越小,越難以正確判別資料。若要在小面積中維持適當的電容值,就必須採用具更高介電常數的high-k材料來作為絕緣層,使元件能在較厚的絕緣層之下仍能獲得所需的電容密度。然而此舉也會導致絕緣層─半導體間因能帶差(Band off-set)較低而容易產生漏電流;因此其電極還須使用半導體以外的材料(例如金屬)來增加能帶差以避免漏電。”
也因此,為解決此一因製程微縮所產生的問題,對DRAM技術而言,最關鍵而有效的方法就是將高介電常數絕緣材料應用於絕緣層,並利用金屬作為電極材料來取代矽半導體,形成高介電常數金屬-絕緣層-金屬(MIM, Metal-Insulator-Metal)電容結構。此技術將可滿足ITRS 技術藍圖與未來世代的需求。
因應這樣的業界需求,電子所從去年一月起開始執行為期兩年的前瞻技術科專計畫,預計要從65奈米的MIM架構開始切入,未來將持續將技術延伸至45、32奈米製程節點。
“過去我們曾經進行過CMOS製程的high-k材料研究,但一年多後計畫就終止了。”蔡銘進不諱言,國內的晶圓代工廠研發能量遠勝於工研院。但為了在新世代的DRAM技術中重新佔有一席之地,電子所決定從新興的記憶體技術著手,希望能再次為台灣的產業做出貢獻。
他說,以high-k材料的研發來看,雖然國內的DRAM業者都有其技術來源,但是“目前並沒有廠商完全成功地解決high-k材料問題,再加上國內業者也希望能夠有second source的技術來源,也因此業者均顯示出極高的合作意願。”
蔡銘進表示希望今年底就能完成65奈米的high-k材料研發。他指出,目前的研究重點在於金屬與絕緣材料間的介面處理問題以及成份的調整。“我們去年以來,已經就此提出7~8項的專利。”
目前業界常採用的high-k材料包括Al2O3、HfO2,前者的介電值為9、後者為25。長期來看,電子所希望能對k值大於30的材料進行研究,以確保未來此技術能持續延伸到45、32奈米等更先進的製程節點。而就金屬材料來看,除了常見的TiN之外,電子所也正著手開發其他新材料。
作者: 勾淑婉
記憶體的變革依賴新材料和新結構
上網時間 : 2006年02月24日
在過去5年中,邏輯元件所產生的變化吸引了業界眾多的關注,諸如銅、低K電介質和應變矽等新材料的導入都確保了邏輯元件能夠緊隨發展潮流。在前不久於華盛頓召開的國際電子元件大會(IEDM)上,與會代表紛紛表示,目前記憶體正經歷著一系列同樣引人注目的材料和設計變化,其範圍包括從DRAM和快閃記憶體用的新型電介質,一直到每單元8電晶體的SRAM。
去年,晶片產業整體實現了7%的成長,這主要歸功於NAND快閃記憶體的強勁銷售。NAND單元體積小、造價低,早先生產DRAM的公司可以很容易地將DRAM製造製程向NAND轉移。但是隨著NAND單元越做越小,它們越來越有可能與臨近的單元產生相互干擾。此外,可靠性也是NAND面臨的一個主要挑戰:浮動閘很快就只需要大概1,000個電子來儲存每位元的數據;如果在30奈米節點,則僅需要100個電子。在IEDM上,參加非揮發性記憶體發展討論會的代表一致認為:2010年底以前,快閃記憶體即將邁進32奈米節點;屆時,必須對浮動閘快閃記憶體進行重新審視。
英特爾快閃記憶體技術開發總監Albert Fazio表示,快閃記憶體一定會經歷真正的結構變革,或許這將會發生在22奈米節點上。“業界很少有人能夠體認到這點;但相較於邏輯電路而言,快閃記憶體需要更少量級的電子來儲存數據。”他說。
“浮動閘越變越薄,隨之引發的臨近單元干擾問題便需要高K多晶矽層間電介質來解決。”東芝公司的NAND工程部經理Toshitake Yaegashi表示,“在東芝公司內部,我們認為可靠性問題不像臨近單元耦合那麼嚴重。”
在IEDM大會上討論非揮發性記憶體時,三星電子記憶體開發經理Kinam Kim描述了一種被稱為Tanos的新型電介質和閘極結構,三星在一個4Gb的NAND單元中展示了該結構。該電介質將二氧化矽與氮和氧化鋁整合在一起,並且與由氮化鉭(TaN)組成的閘極一同工作。
Tanos測試晶片轉向了一種‘類Sonos(亞硝酸矽半導體)’方法,來擷取氮化物層(位於矽和氧化物之間)上的電荷。Kim表示,這種高K電介質的能隙特性與電荷擷取層配合的很好,這會導致穿隧氧化層的耦合比率上升。Tanos方法中採用較厚的電介質,因而提供了較快的擦除時間,同時減少了電荷丟失,Kim表示。
雖然這款4Gb測試晶片使用了60奈米設計規則,但是該方法會一直延伸至20奈米節點甚至更低,Kim介紹。
三星的快閃記憶體製程技術經理Jungdal Choi透露,三星已經研發出一種U型儲存電容器,並在50奈米設計規則下進行了測試。在35奈米節點,三星表示它將採用一系列的創新手法繼續推動NAND快閃記憶體的發展。這些創新包括:從Tanos方法向Sonos型位單元轉變、每單元多位元(multibit-per-cell)技術、單元堆疊、高K介質、甚至‘雙影像模式’,最後一種方法是指採用補償曝光技術重覆微影步驟,以實現更緊密的設計規則。
如果三星向Sonos型結構轉移,那麼東芝和其它公司也會放棄浮動閘方法嗎?
Yaegashi表示,東芝認為利用Sonos型記憶體很難實現多層級的單元架構。東芝有其它的打算,其中包括採用3D單元結構和新型介質材料。透過最佳化閾值電壓分配並減少製程導致的在浮動閘上的應力損失,東芝可能繼續提升其浮動閘方法,他說。
活躍在NOR快閃記憶體市場上的東芝、SanDisk(東芝的合作夥伴)、英特爾和Spansion等公司非常青睞多層級單元(MLC)技術,並將此作為加倍晶片密度的一種低成本方法。三星僅在其最高密度的NAND元件中使用了MLC技術,這些元件主要針對音樂和視訊儲存應用。在這些應用中,偶爾的位元丟失不致帶來嚴重後果。
以色列的Saifun半導體公司描述了一種每單位4位元數據的非揮發性記憶體架構,該架構特別強調可靠性。迄今為止,Saifun已向7家公司授權了該技術,其中包括Macronix、富士通和Spansion(從AMD公司獨立而出的快閃記憶體公司)。
“顯然地,由於臨近浮動閘之間的耦合現象,完全恰當地調整快閃記憶體的浮動閘數目是不可能的。”Saifun的CEO Boaz Eitan表示,“我們相信,利用更為簡單的ONO (氧-氮-氧)結構實現數據儲存將可為這個產業帶來新的活力。”
Saifun目前採用的方法是每單元儲存2位元數據,並且可以在氮化物層的各端擷取電子。為了達到每單元4位元的目標,Saifun使用了4級閾值電壓,在每位元的各端都產生2位元數據。程式演算法可以根據不同應用的需要進行改變,從每單元2位元轉向4位元。對浮動閘快閃記憶體而言,為了達到每單元4位元的目標將需要16個閾值電壓級。
Eitan表示,Saifun的技術支援3MBps的寫入速度。該公司目前已經準備好了為使用每單元4位元方法的8Gb或16Gb快閃記憶體晶片提供授權;與此同時,Saifun的研發團隊還在進行每單元8位元的研究。“我非常確信,每單元4位元數據不會是每單元多位元方法的終結。”Eitan說。
但評論家反駁道,Saifun的方法比傳統NAND快閃記憶體更難以製造,而用於程式和擦除的熱電子和熱空穴注入技術與浮動閘快閃記憶體相較,可能需要消耗更大的功率。
Saifun展示用於氮化物儲存類快閃記憶體的每單元4位元的結構突顯了這樣的問題:諸如相變和磁阻產品這類新出現的記憶體類型,是否能夠與利用氮化物儲存的非揮發性記憶體在成本上進行抗衡?
飛思卡爾半導體展示了一款在寫入層使用氧化鎂(而不是鋁)的磁性隨機記憶體(MRAM)。飛思卡爾MRAM技術總監Saied Tehrani表示,飛思卡爾將利用氧化鎂取代氧化鋁,前者在寫入週期內可以提高位元阻力。此外,還可以把穿隧層做得稍薄一些。
Sony在IEDM上展示了一種旋轉型MRAM,也可以大幅降低MRAM寫入電流。目前為止,寫入電流是MRAM方法的弱點。旋轉RAM利用電子的旋轉扭矩,以300mA的能量(約為傳統MRAM單元開關功率的5%)實現2奈秒的開關速度。
NEC和東芝的聯合MRAM開發專案經理Shuichi Tahara表示,轉矩法為MRAM的發展帶來了光明的前景。NEC和東芝計畫推出MRAM產品,首次上市的產品密度為256Mb,使用90奈米製程,他透露。Tahara認為,MRAM進入商業生產大概需要5年的時間。但是他承認,在一個MRAM位元單元內運用MLC技術實現每單元2位元的儲存將十分困難。
與此同時,意法半導體正為其相變記憶體計畫招兵買馬,意法半導體新興記憶體技術總監Roberto Bez介紹。意法半導體在IEDM上提出了2篇有關相變技術的論文。當被問及最初的商業生產時間時,Bez說:“我們期望能在21世紀的第一個十年內,推出高密度的PC記憶體。”
同時,作為嵌入式記憶體主導類型的SRAM同樣面臨升級挑戰。
NEC電子的記憶體開發經理Yasushi Yamagata表示,諸如對摻雜物波動的感應性(將導致閾值電壓不穩)等CMOS製程升級所面臨的挑戰,會先在SRAM中表現出來;其後,也就是晚一個產品世代,這些問題就會觸及邏輯電路。
IBM的研究員Azeez Bhavnagarwala在報告中指出,這些固有的製程可變性對SRAM寫入功能的負面影響將達到與對讀取功能一樣更高的水準,雖然這個問題可以透過對電路進行偏置得以解決。
SRAM的訊息噪音比面臨越來越大的壓力,這使得IBM和其它公司在高性能陣列中考慮採用8位元/單元的SRAM,而不是6位元。6電晶體單元將用在那些優先考慮密度和成本的產品中,而8電晶體單元則用於性能最高的應用。“8電晶體單元也許會使用45奈米節點技術。”IBM的SRAM技術部經理Wilfried Haensch表示。
作者:來大偉
新數據寫入技術使MRAM變得更可行
上網時間 : 2006年02月24日
來自於兩家旋轉力矩轉移-磁性隨機記憶體(STT-MRAM)開發商的消息指出即將增加MRAM被選為‘通用記憶體’的機率。‘通用記憶體’是指下一代平台,能夠滿足各種不同應用的需求,並取代我們今日所使用的DRAM、SRAM和快閃記憶體元件。
Sony公司對外宣佈成為首家已經通過實驗室作業驗証的STT-MRAM開發商。而瑞薩科技(Renesas)為了在該技術基礎上開發實際的記憶體單元,也已經與致力於研究旋轉力矩的Grandis公司結盟。
MRAM具有讀寫速度快、耐久和非揮發等優點。但是傳統的MRAM功耗極大,而且被證明難以微縮,這些難題削弱了它可能成為通用記憶體的競爭力。而早在上世紀90年代中期就作為理論提出的STT-MRAM,為解決這些問題提供了更多可能性。
典型的MRAM單元由一個電晶體和一個磁性穿隧結點(MTJ)組成,後者包括一個固定方向的磁化層和一個自由磁層,兩個層面由穿隧閘極相互隔離。MRAM透過改變自由層的磁化方向寫入數據。
迄今為止,大多數的MRAM開發都是基於磁場的數據寫入技術,即透過加入磁場來改變自由層的磁化方向。這種方法寫入速度很快,但是卻非常耗能。
STT-MRAM對透過穿隧磁阻(TMR)元件的電子旋轉方向進行極化,以改變自由磁層的磁化方向,因而實現數據寫入。由於不使用外部磁場,旋轉力矩型MRAM比傳統的MRAM消耗更少的能量,而且更易微縮。在其它方面,它的構成與傳統MRAM相同。
Sony公司的研究人員利用4層金屬,以180奈米CMOS製程建構了一種4kb大小的記憶體單元,其中的MTJ由經過最佳化的CoFeB材料構成。Sony在傳統MRAM的開發中也使用了CoFeB。
研究人員證實了這種實驗元件的數據寫入速度為2ns,電路模擬顯示了相同的讀取速度。切換自由層磁化方向所需要的電流為200mA,相當於傳統MRAM所需能量的1/30。
“模擬顯示,憑藉材料特性的改進,這種記憶體的密度可以提高到甚至是超越DRAM的水準,特別是還能降低寫入功耗。”Sony公司固態記憶體研究實驗室新型記憶體技術二組的資深經理Hiroshi Kano表示,“隨著材料的進一步改進,我們相信MRAM的密度可望超越DRAM。”Kano介紹,該小組的目的就是在今後兩年內成立一個可實際應用的原型,以針對該技術進行評估。
另一方面,瑞薩和Grandis公司打算在65奈米節點聯合開發STT-MRAM。就像Sony公司一樣,瑞薩一直在開發傳統MRAM。但是由於相信STT比標準技術更可行,瑞薩接受了Grandis公司關於聯合開發STT-MRAM的邀請。
瑞薩打算在3~5年內利用MRAM開發微控制器和SoC,以取代嵌入式DRAM和SRAM,這個時間表將使該公司領先於其它競爭者。但該公司表示,它不打算將MRAM用於商用記憶體。
“多年來,Grandis公司一直在STT技術領域居於領先地位。我們是第一家把STT整合在MRAM記憶體單元架構中的公司。”Grandis的總裁兼CEO William Almon在宣佈與瑞薩的夥伴關係時表示。
“Grandis公司的技術在調整電子自旋方向上非常出色。具體的調整效率取決於薄膜結構。如果調整效率低,那麼記憶體就會需要更大的功率。”瑞薩公司先進元件開發部經理 Tsuyoshi Koga說。
“如果傳統的MRAM進行微縮,它便需要較大的磁場;但是如果STT-MRAM進行微縮,它則要求較小的電流。”Koga補充說,“所以,旋轉力矩元件的微縮是可以預期的,而且這意味著成本的下降。”
作者:原好子
競逐新一代記憶體技術 韓國業者看好PRAM潛力
上網時間 : 2006年05月10日
手機、PDA、行動PC等行動設備對記憶體的要求與伺服器、桌上型PC和筆記型電腦等截然不同;因為,行動設備最重要的要求是低成本、低功耗,以及非揮發性。然而,目前所出現的各類記憶體均有其缺陷,而無法滿足上述所有要求。因此,相關產業已經開始開發整合DRAM、SRAM和快閃記憶體等所有優點的下一代記憶體。
目前市面上的DRAM具有成本低與隨機存取的優勢,但遺憾的是其揮發性會造成斷電後資料失去;而充當緩衝記憶體的SRAM,雖讀寫速度快且可隨機存取,但也易揮發且成本較高;快閃記憶體雖成本低且具有非揮發性特點,但卻苦於速度慢而且無法隨機存取。此外,目前的快閃記憶體製造技術也無法生產出儲存容量超過16Gb的產品。
為了解決這些問題,相關產業已著手開發整合DRAM、SRAM和快閃記憶體等所有優點的下一代記憶體,例如磁性隨機記憶體(MRAM)、鐵電隨機記憶體(FeRAM/FRAM)和相變隨機記憶體(PRAM)等。然而,目前除了PRAM外,FRAM和MRAM原型仍無法跨越16Mb大關。相形之下,PRAM更易實現大容量和大規模生產,因而成為時下針對行動裝置在下一代記憶體應用中最有希望的候選者。
眾多韓國公司投入PRAM開發
三星電子最近推出了首款商業化的256Mb PRAM,並計畫在2006年下半年投入量產。從其大幅超出預期時間的商業化腳步來看,預計PRAM將在2007年起逐步取代快閃記憶體,成為下一代記憶體產品中的主導力量。
三星電子半導體主管Hwang Chang-Kyu表示:“我曾發表過一項Hwang氏定律,指出記憶體晶片的儲存容量每12個月就會成長一倍,這也適用在PRAM上。”此外,三星並已發佈其PRAM開發藍圖,並計畫繼2005年開發256Mb PRAM後,在今年推出512Mb,2007年推出1Gb的PRAM。
此外,正積極向行動半導體市場挺進的Hynix也已將PRAM視為其下一代記憶體產品的首選目標,而像Ararion、O2IC和優先半導體等韓國無晶圓半導體公司,也紛紛加速各自在PRAM、McRAM等記憶體晶片的開發步伐。O2IC公司表示,其McRAM可在一顆晶片上實現非揮發性快閃記憶體和揮發性DRAM、SRAM;而韓國電子通訊研究所(ETRI)則藉助新材料開發下一代PRAM,其執行速度是現有PRAM的4倍以上,功耗卻僅為1/10。
PRAM量產衝擊行動市場
隨著行動電話記憶體市場朝向多用途與高容量發展,誰能藉助DRAM、SRAM和快閃記憶體的力量搶先開發下一代儲存技術,便意味著搶佔市場先機。因此,三星可能會將PRAM應用於高階行動電話的嵌入式記憶體。此外,相較於行動電話中普遍使用的NOR快閃記憶體,256Mb的PRAM具有相同的容量,但資料處理速度卻快上1,000倍,一般預期PRAM將漸次取代NOR快閃記憶體在目前行動電話中所扮演的角色。
PRAM在量產後還將限制NAND快閃記憶體在行動電話中的使用範圍。目前,佔全球NAND市場60%以上比例的三星公司,採用MCP技術實現了NAND的高容量,並推動NAND快閃記憶體迅速吞食NOR快閃記憶體的市場。然而,長遠觀之,具有高容量的PRAM也將一併取代NAND快閃記憶體,使得NOR、NAND和PRAM之間激烈的市場競爭將不可避免。
PRAM的商業化依然存在著有關可靠性等挑戰與懸而未決的難題。此外,要想打入獨立記憶體市場,PRAM的容量必須達到Gb級的水準;而要想在嵌入式市場站穩腳步,其重置電流還需要降低到每晶片幾十毫安的水準。
作者:朴東昱
各種先進記憶體在行動設備應用中展開激烈競爭
上網時間 : 2006年06月01日
隨著製程技術的演進,目前主導市場的三種記憶體技術─DRAM、E2PROM/快閃記憶體和SRAM都已經接近它們的基本物理極限,技術進一步升級的許多嘗試都是事倍功半。於是,業界正加緊新型記憶體技術的研發。這些新技術包括FRAM、MRAM、PRAM這些與CMOS相容的嵌入式記憶體設計。透過這些新技術的研發,新的記憶體可以實現10年以上的數據保持能力,奈秒級的讀寫速度以及1012次的讀寫壽命週期。
不要向Meir Avraham詢問有關所謂通用記憶體方面的問題。曾是以色列國防部研究員、現任快閃記憶卡供應商M-Systems公司技術長的Meir Avraham,並不認為單種記憶體能滿足今後可攜式系統的所有需求。
圖1:針對相變記憶體,硫族化材料在程式控制下經加熱可產生高阻的非晶無形態(重置相位),或低阻的多晶態(置位相位)。
每種新型記憶體都有它的優缺點(詳見表1),因此必須詳細瞭解每種產品的性能,Avraham表示。相變RAM(PRAM)記憶體如果能夠克服功耗問題,將能挑戰浮動閘NOR快閃記憶體,但無法在成本上與NAND快閃記憶體抗衡。在某些應用中,MRAM可望替代SRAM,但它們的單元尺寸和功耗又比NAND快閃記憶體更大。
“我相信業界不可能出現某種通用的終極記憶體。”Avraham說,“這只是工程師樂於談論的一個夢想罷了。”
事實上,記憶體研發工程師們在過去一兩年內就已不再誇張地談論這個主題了,他們的話語中幾乎見不到通用記憶體這個術語。這些新記憶體技術在經過一段時間的力捧後,許多公司開始冷靜下來,連分析師們也推測這些公司已經在重新從事FRAM、MRAM和PRAM的研發了。
不過飛思卡爾、英特爾和TI公司的經理們強調他們的通用記憶體研究計劃仍在積極進行,不過他們也坦承,對於任何一種新型記憶體的研發來說,這條路都會很漫長,而且難度都相當高。
現有的三種記憶體技術─DRAM、EEPROM/快閃記憶體和SRAM佔市場主導地位的時間都已經有三十多年了,再繼續發展都顯得很艱難。DRAM電容器變得異常的高和薄;為了延伸多晶到多晶電介質,快閃記憶體必須選用高K值的材料;SRAM則隨著製程的演進開始面臨訊息噪音比和軟錯誤率方面的挑戰。
Semico Research公司的DRAM分析師Bob Merritt認為,可攜式系統產業目前流行多晶片封裝(MCP)技術。三星半導體最新的MCP封裝已經將快閃記憶體、DRAM和SRAM晶片堆疊到了8層高。但Merritt指出,MCP在功耗、熱問題和頻寬方面有所欠缺。“我相信業界最終會找到在功耗方面強於目前水準的記憶體技術。”他說,“對英特爾、TI、IBM和飛思卡爾目前的工作有所瞭解後會發現,他們正研發的都是與CMOS邏輯相容的嵌入式記憶體。”
據飛思卡爾公司MRAM技術總監Saied Tehrani透露,該公司最近展示了一款帶氧化鋁穿隧層的90nm MRAM產品。展示結果顯示,可以用包括低K電介質材料的90nm邏輯製程將180nm單元微縮到2.9平方微米。目前飛思卡爾的MRAM部門正嘗試用氧化鎂來代替氧化鋁,據稱如此可改進位元阻抗,並使穿隧層變得稍微再薄一些。該公司在華盛頓舉行的國際電子設備會議(IEDM)上公開了這一研究成果。
氧化鋁層決定了位元阻抗。如果單元尺寸在縮小的同時不改變材料的話,阻抗必然會上升。磁層厚度為30到40埃,而磁穿隧結合處的中間自由磁隔層只有7到8埃。
“我們不準備在厚度上再下功夫了,因為我們必須維持一定的數據保持能力。但我們可能會做進一步最佳化,但不是僅靠減少它的厚度,因此不再讓人擔心。”Tehrani表示。
表1:FRAM、MRAM和PRAM適合邏輯整合。PRAM最終將取代浮動閘快閃記憶體。
飛思卡爾公司的IEDM文章中曾經提到,將穿隧隔層改成氧化鎂可以‘顯著改善用於檢測的訊號。’
磁穿隧結中使用氧化鋁時,當位元從0變到1時,MRAM的阻抗的變化量會達到30%。而採用氧化鎂時,阻抗變化可以達到90到100%,這對MRAM技術來說具有很大的意義。“我們可以使MRAM的速度比目前記憶體的速度更快。感測放大器的速度也可以更快,存取時間可以減少2倍,也可以使MRAM記憶體更具強韌性。總之,你可以想怎麼用就怎麼用。”Tehrani表示。
前年有兩大組織展示了氧化鎂的可行性:其中一個組織由IBM研究員Stuart Parkin領導,他目前在IBM公司設在西班牙的Almaden研究室工作,另外一個組織位於日本,成員包括設備製造商Anelva以及日本通產省產業技術院。
據Tehrani透露,飛思卡爾公司計劃今年發佈4Mb的分離MRAM元件,用戶可用它取代電池供電的SRAM。下一步目標是整合MRAM和邏輯,提高該技術的速度和可靠性。
“一些公司對此抱有很高的但不太現實的期望。”Tehrani表示,“我相信MRAM技術仍會有很大的前途,從飛思卡爾就能看得出來。但就能夠達到對市場產生顯著影響的成本結構和量產數來說,仍存在艱難的挑戰。這也是任何新的記憶體技術都會面臨的挑戰。”
東芝高階記憶體技術部門的經理Hiroaki Yoda認為,MRAM仍然面臨的主要挑戰是編程電流太大。不過Yoda表示,MRAM技術進展非常迅速,如氧化鎂隔層和自旋動量轉移技術的導入就是‘巨大的進步’。
表2:NAND的低成本為競爭者帶來極大的挑戰。相變記憶體功耗較大,但具有很快的寫入速度。
因此,“奈秒級的讀取速度是可能的,而且減少編程電流的目標變得更加接近現實。這與其它新的記憶體技術開發工作完全不同,因為後者並沒有取得太多的技術創新。”Yoda表示。
PRAM滿足英特爾內部目標
負責非揮發性記憶體技術的英特爾研究員Greg Atwood透露,英特爾公司正加大相變記憶體開發的力度。
“目前該計劃正加速,不過我們更願盡量保持低調。我們會不斷看到好的結果出來。”Atwood宣稱,“每當我們這樣說時,就意味著某類產品快要推出。”
英特爾公司也閃爍其辭,即在早期階段大肆炫耀自己的成果,後來又承認相變技術仍面臨一些成本方面的挑戰。
“也許我們在時間安排方面有點過於樂觀,我們正面臨新產品上線的挑戰。但內部計劃會按計劃進行,並滿足內部目標要求。”Atwood表示,“我們仍然很看好相變記憶體,它將成為新一代的NOR和NAND記憶體。”
相變記憶體的最大優勢是它的可伸縮性,他指出。
值得注意的是,自從20世紀70年代以來業界還沒有發明過新的記憶體,Atwood補充道,“我們不會輕易放棄現行的這些記憶體技術。既然目前這些記憶體類型透過升級可以使用30年,我們希望確保下一代記憶體技術至少能透過升級使用10年。”
目前的記憶體都是電荷儲存類型,並且都接近基本的物理極限。許多公司嘗試用新材料進行補償,但記憶體的複雜度隨之快速增加,最終結果卻是事倍功半。
如英特爾正在生產45nm的StrataFlash,並且在實驗室已開發出32nm的快閃記憶體。為了增加儲存電荷,Atwood指出,快閃記憶體供應商需要為多晶到多晶電介質開發高K值的介電材料。在拓展氧化穿隧方面還有更多的工作要做,在某些領域可能需要三維或垂直結構。
快閃記憶體單元的絕大部份面積用於與相鄰單元的隔離。英特爾和其它公司正著眼於自校準觸點,並規劃其它拓展措施以延展浮動閘技術。
Atwood還指出,科學家和工程師控制原子的能力在過去5年中有了‘突破性’進展。“在控制原子過程中產生了大量機會,其中一些機會適用於記憶體領域。”他說,“在下一個十年初期,我們就可以看到在過去5年中研究出的一些材料基礎上開發的新產品。你將會看到如下一些產品,如FRAM、MRAM、可編程金屬化、氧化合金、阻性聚合物、奈米管、分子記憶體甚至整合了像IBM的Millipede方法這類相變技術的MEMS。”所有這些他認為都是與新材料相關的。
TI透過合作加速FRAM研發
TI公司FRAM開發部總監Ted Moise表示,TI仍對與Ramtron在FRAM方面的合作開發充滿信心。
“對於任何新的材料,實現功能、取得量產、最終取得高良率,每一步都是極大的挑戰。”Moise說,“蝕刻FRAM材料也是巨大的挑戰,蝕刻步驟中可能會造成位元損壞。”
在計劃的開始,TI必須設立一套新的生產基礎設備,這就要求採用新的材料和設備程式以及新的測試和可靠性方法。“從無到有製作這套基礎設備需要花很長的時間,不過我們已經有了很大的進步,並且已經生產出一些對TI客戶來說非常有用的產品。”Moise表示。
FRAM的突出優點是具有‘特別低’的功耗,Moise補充道。“在低功率嵌入式領域,FRAM具有很強的競爭力。同時它也相容邏輯庫。對於嵌入式快閃記憶體,編程電晶體需要的高電壓已經成為很大的問題。快閃記憶體和邏輯之間的電壓完全不同。FRAM的單元尺寸大約只有SRAM的三分之一大小。”他表示。
在TI公司位於達拉斯的晶圓廠中,TI透過生產與Ramtron公司合作開發的分離式4Mb FRAM獲得了相關的製造經驗。今年,這對合作夥伴將生產8Mb的FRAM。
在生產分離式元件後,TI將用FRAM實現晶片組。Moise沒有透露哪個晶片組會首先使用FRAM,但他表示公司將在行動電話領域實現更大產量。“在TI公司內部,我們已經多次成功展示整合了嵌入式FRAM的複雜邏輯電路,並且能夠保持良好的功能和良率。”他說,“如果能夠進一步降低成本,FRAM將對嵌入式SRAM形構成很大的挑戰。FRAM在低功率嵌入式領域(不只是高階行動電話)中應該具有很大的市場空間。”
作者:來大偉
飛思卡爾推出商用MRAM技術
上網時間 : 2006年07月13日
飛思卡爾半導體(Freescale)日前發表首款商用磁阻式隨機存取記憶體(MRAM)元件,並已投入量產。
這款名為MR2A16A的飛思卡爾首創商用MRAM產品,非常適合用於網路、安全、資料儲存、娛樂遊戲及印表機等多種商業應用。該元件在設計上,便是希望成為可靠、經濟的單一元件,以取代使用電池驅動的SRAM裝置。本元件也可用於緩衝記憶體、組態儲存記憶體,以及各種需要高速、彈性及非揮發性MRAM的應用。
MR2A16A是一款適合商用溫度範圍、3.3伏特的元件,其讀寫循環僅需35奈秒。它屬於非同步式記憶體,其結構係以每16位元為一單位、總共256K字。其符合業界標準的SRAM腳位安排,可增加系統設計的彈性、而不會發生匯流排衝突的情形。該元件採用400毫米的TSOP type-II RoHS封裝。
飛思卡爾的4百萬位元MRAM產品是一款耐用性極佳的高速非揮發性記憶體,係以一百多項飛思卡爾的MRAM專利技術為基礎,其中也包括了交替位元轉換(toggle-bit switching)技術。MRAM將磁性材質與傳統矽晶電路結合,在單一元件中提供具備SRAM速度等級的非揮發性快閃記憶體,可使新一代的電子產品在尺寸、成本、功率消耗及系統性能上獲致重大的進展。
Micromem與合作伙伴推動HCS MRAM商業化
上網時間 : 2006年08月16日
加拿大MRAM開發商Micromem Technologies日前表示,將聘請專業從事「從實驗室到工廠(lab-to-fab)」(表示將一項技術從實驗室或開發環境,導入到加工廠或應用環境內)的加州工程設計公司Strategic Solutions,將其HCS MRAM技術商用化。
Strategic Solutions的工程師將直接與Micromem的技術長Cynthia Kuper合作,規劃Micromem的HCS MRAM產品藍圖,並且製造出這種記憶體。產品藍圖詳細說明了HCS MRAM能取代的何種類型的記憶體產品,並且預估了針對特定應用的價格點。Strategic Solutions還將在逐步合作的過程中,提供HCS MRAM的功能規格說明書。
「這些步驟對實現我們的公司目標不可或缺,也可將我們對高效能MRAM的想法介紹給市場。」Kuper表示:「我們聘請的工程師還將代表我們公司,與代工廠和合作開發夥伴進行洽談。」
Micromem透露已經增強了其核心技術,使以矽為基礎的相關產品效能最佳化。該公司並表示已在FeRAM領域有所突破,並且研發了其HCS MRAM的矽基設計。
(Dylan McGrath)
MRAM正式出貨 記憶體市場面臨改朝換代
上網時間 : 2006年08月21日
過去11年來,飛思卡爾半導體技術總監Saied Tehrani和他領導的MRAM開發小組經過不斷的摸索和研究,終於成功開發出一種採用磁阻技術取代電荷儲存的新型半導體記憶體。
在歷經兩年來向40多家公司提供樣品後,飛思卡爾現已開始正式銷售4Mb的磁阻RAM,小量採購時單價為25美元,大量採購時價格可以再‘協商’。
圖2:飛思卡爾開始銷售由亞利桑那州Chandler晶圓廠採用8吋晶圓生產的4Mb MRAM
“從今天起,你可以直接下訂單,我們馬上就能交貨,”Tehrani表示。
雖然磁阻記憶體本身仍存在著成本與功耗挑戰,但隨著傳統電荷儲存記憶體逐漸失勢,已經有不少公司,特別是瑞薩(Renesas)、三星(Samsung)、Sony及其合作夥伴東芝和NEC電子等,均已開始在MRAM領域與飛思卡爾展開競爭。SRAM正面臨漏電流問題,DRAM的溝槽現在看來就像是‘長麵條’,而嵌入式快閃記憶體則面臨著可靠性和充電泵成本問題。特別是對嵌入式設備而言,記憶體位元的數量將遠遠超過邏輯電晶體的數量,因此對新型非揮發性記憶體的需求將持升業界對MRAM的興趣。
“飛思卡爾的成果顯示我們已經正式進入新記憶體技術時代。”Semico Research新興記憶體技術分析師Bob Merritt說,“作為具有良好製造策略的首批公司之一,飛思卡爾將促使其他公司加速研發MRAM。一旦這些公司看到MRAM的成果,將會促使他們開發其他新型記憶體,如相變、金屬與浮體記憶體等。
MRAM的非揮發性和耐久性將在行動系統中開啟全新應用,Merritt說。飛思卡爾的成果是“十年來最偉大的記憶體發明”,市調公司Forward Concepts總裁Will Strauss表示。他指出,其他新興記憶體的優勢均是從DRAM、SRAM與快閃記憶體衍生而來,其中快閃記憶體是衍生自E2PROM。
“事情充滿了變數。這是一種全新的技術,”Strauss表示。
瞄準汽車應用
在飛思卡爾的200mm Chandler晶圓廠製造的分離式4Mb MRAM僅僅揭開了MRAM發展的序幕。
Tehrani透露,飛思卡爾“並不想成為通用MRAM的供應商”。在未來的18個月到2年中,飛思卡爾計劃將MRAM推廣到汽車用微控制器中,用以取代快閃記憶體。快閃記憶體技術的可承受工作週期限制使汽車製造商的可靠性工程師們憂心忡忡。與快閃記憶體或鐵電RAM不同,MRAM可以承受無限次(1015)的工作週期。
飛思卡爾的MRAM單元是一個磁性穿隧結(MTJ),透過極薄(15埃)的絕緣層隔離兩個相對較厚的磁層。在施加電壓時,兩個磁層中的一個會反轉極性,因而使電流穿過絕緣層中的隧道。其記憶體狀態為非揮發性,其耐久性幾乎是無限的,操作速度也相當快(讀寫時間均為35ns)。快閃記憶體的讀取速度非常快,但寫入速度很慢,而MRAM的讀寫時間是一樣的,這意味著從嵌入式SRAM(斷電時會丟失資料)轉換到MRAM是相當簡單的。
儘管如此,這種方法也具有單元尺寸和寫入功率等挑戰。為確保儲存的位元具有非揮發性,電子必須克服能量阻障。如果阻障太低,位元單元就很容易受到干擾。而阻障太高的話,就需要極高的寫入功率。
目前銷售中的4Mb MRAM需要150mA的寫入電流,Tehrani認為“這與目前使用的獨立SRAM沒有多大差別。快閃記憶體的寫入時間為毫秒級,而我們的MRAM寫入一次只需35ns。與快閃記憶體相比,MRAM從電池擷取的總能量也降低了好幾個數量級。”
目前的問題仍在於成本。飛思卡爾採用的低成本濺鍍與蝕刻技術可避免採用昂貴的工具,如分子束磊晶或原子層沈積工具。
Semico的Merritt指出,MRAM相容於CMOS邏輯製程,MRAM記憶體穿隧結是在建構電晶體後的後端製作的。飛思卡爾的做法是,只有三層金屬互連沈積必須在流程後端加以修改以製作MTJ,而微控制器中的其他兩層或三層則不做任何修改。
飛思卡爾現正使用6個額外光罩層嵌入MRAM和相關邏輯電路,與需要6到10個額外光罩層在CMOS製程嵌入快閃記憶體或DRAM的方法相比,這種方法更加便利,Tehrani說。這個採用0.18um製程的4Mb分離式MRAM單元尺寸為1.26um,採用飛思卡爾的90nm製程時可微縮到0.29um,這比嵌入式DRAM大,與嵌入式快閃記憶體差不多,但比6電晶體的SRAM小,在90nm節點每位元所需的矽晶片面積為1平方微米,他表示。
某種程度上,記憶體業務的成本取決於提供產量與良率的學習。Tehrani透露,飛思卡爾剛開始生產MRAM時,每月產量僅有幾百片200mm晶圓。該公司的目標客戶範圍相當廣泛,包括在高安全性網路系統中使用電池供電的SRAM應用;在磁碟網路中儲存文件結構資料的應用;以及必須快速寫入及恢復資料的其他應用。雖然透過連接大容量電池將使SRAM具有非揮發性,但若電池漏電,這些子系統就會癱瘓,而且價格也比MRAM解決方案昂貴,他指出。
針對像RAID系統這類必須對記憶體寫入大量資料的用戶而言,MRAM具有很大的吸引力,因為MRAM“沒有讀寫週期限制”,Tehrain表示。“這種限制對快閃記憶體和某些等級的鐵電記憶體來說特別有害。”
Will Strauss指出,許多可攜式系統使用快閃記憶體儲存程式碼和資料,然後在作業過程中再將資料寫入SRAM或DRAM。在用MRAM取代這些記憶體後,他表示,“用戶可以用比多數快閃記憶體更快的速度在MRAM中直接執行程式。其功耗也更低,因為快閃記憶體需要很大的電荷泵,而這些電荷泵很難用CMOS製程整合。”
雖然許多公司透過開發耗損等級技術,已學習到在快閃記憶體中故障容許機制的存在,但MRAM擁有比快閃記憶體更高的可靠性,Strauss表示。“MRAM將帶來新商機,包括用於高性能DSP。”
高溫下的可靠性
電池供電裝置的SRAM市場很小,每年用量不超過2億美元,Tehrani指出。但它提供了向更大市場發展的橋樑:數十億美元的汽車微控制器市場。
飛思卡爾目前銷售的4Mbit MRAM可在商業溫度範圍(約0℃到70℃)內保證正常工作。該公司下一步將提供能在工業溫度範圍內操作的晶片,這些晶片必須能在-40℃到105℃範圍內保證連續工作。
汽車溫度‘模式’要求引擎控制器等晶片能在正常壽命期內承受住一定時間的超高溫度考驗。溫度上限正不斷提高,從現在的150℃到更高要求的170℃上限,並需要持續一定的時間。因此,飛思卡爾要達到汽車製造商的目標還需要做更多的工作,如針對高溫下的電流漂移對設計進行調整,並使製程更具強韌性。
在去年舉行的國際可靠性實體學研討會上,飛思卡爾公佈了早期的可靠性資料,該資料顯示可以達到10年的資料保持水準。“我們很高興能達到目前為止最高的可靠性水準,隨著朝向工業和汽車溫度範圍發展,我們的產品性能還將不斷得到提升,”Tehrani表示。
飛思卡爾的運輸與標準產品部門資深副總裁兼總經理Paul Grimme指出,MRAM還能整合磁感測器,這種混合產品將可為更廣闊的市場提供服務,也能嵌入到需要板上記憶體的類比元件上。該公司正研究整合被動元件與MRAM的可行性。
轉矩技術發展藍圖
長遠來看,飛思卡爾正研究用氧化鎂取代目前使用的氧化鋁實現穿隧層。這樣做雖然不會改善寫入功耗,但可以降低讀取位元所需的功耗。
“氧化鎂能在兩種狀態間提供更大的訊號。訊號幅度增大後能大幅提升讀取速度,”Tehrani說。“公司還未做出最後決定。我們必須確保採用氧化鎂後仍具有可接受的可靠性能。不過我們相信這只是時間問題。”
更新的技術是轉矩(spin-torque)技術,Tehrani表示,“這種技術無疑有助於減少寫入電流。”目前使用的磁性穿隧結透過頂層和底層的金屬線產生局部電流。而在採用轉矩MTJ時,電流將直接流經磁性層堆疊實現位元的開關。雖然轉矩技術將隨著MRAM技術的發展而日益普及,但在可靠性方面仍需進一步努力。
“下一代記憶體擁有極大商機,”Tehrani表示,“不過要使轉矩技術適合生產還有許多值得改進的地方。由於有電流經過隧道阻障,我們必須確保穿隧結在流經這些較大電流時具有較高的可靠性。”
作者:來大偉
打遍天下無敵手 快閃記憶體難取代
上網時間 : 2006年08月16日
「快閃記憶體萬歲!」──在日前於美國召開的一場快閃記憶體高峰會(Flash Memory Summit)上,市場研究機構Semiconductor Insights記憶體部門的技術經理Geoff MacGillivary表示,快閃記憶體(特別是NAND)至少還能發展三代,因而在可預見的將來都不會需要“通用記憶體(universal memory)”技術。
MacGillivary認為,NAND快閃記憶體技術至少能夠發展到20奈米的“半間距(half-pitch)”節點。這樣的話,就會延遲對FeRAM、MRAM和OUM等“通用記憶體”的需求。他認為“通用記憶體”是用以取代快閃記憶體的,但該技術並不會那麼快達到該目標。
MacGillivary以飛思卡爾(Freesclae)最近發表的MRAM產品(參考連結)為例,指MRAM花了很長一段時間才達到商用化的階段。他說飛思卡爾的MRAM看來並不是為了與快閃記憶體對抗,而會先以嵌入式應用為主。
OUM (Ovonic unified memory)則為一種相變化記憶體,有另一位分析師認為該技術10年內不會實現商業化。而針對FeRAM,Geoff MacGillivary則表示:「FeRAM將擁有一席之地,但似乎尚未達到人們的期望水準。」
(Mark LaPedus)
Intel:現有快閃記憶體技術可維持十年
上網時間 : 2006年03月15日
英特爾(Intel)快閃記憶體部門策略規劃經理Greg Komoto日前在IDF論壇上表示,目前的快閃記憶體技術將可繼續維持十年,直到2010年後才會出現對「通用記憶體」的需求。他表示,英特爾仍然認為雙向通用記憶體(ovonic unified memory,OUM),也稱為相變記憶體,是最有前景的非揮發性記憶體替代者。
且OUM甚至超越了另外兩種潛在替代者,即磁性隨機存取記憶體(magnetic RAM,MRAM)或鐵電記憶體(ferro-electric RAM,FeRAM)。Komoto表示,OUM憑借其縮放路徑、成本較低和位元可改變等事實顯示其優勢。
英特爾自2000年與合作夥伴Ovonyx公司合作投入OUM研發。意法半導體(ST)也曾有一段時間授權取得Ovonyx的技術。去年,日本的Elpida Memory也被授權,而韓國的三星電子(Samsung)也將其視為快閃記憶體和DRAM的潛在替代物。
之前英特爾高層曾表示,研發結果已製成了可運作的OUM記憶體,但成本是一大問題。而Komoto表示,目前的研究結果則是OUM的縮放至15奈米。同時,NAND和NOR快閃記憶體技術持續進步,也推動了對非揮發性替代物的需求。
英特爾與Azalea Microelectronics公司在2002年合作開發0.18微米以下的OUM測試晶片。當時英特爾技術和製造中心副總裁和聯合總監Stefan Lai曾表示,該公司將自行開發0.13微米的OUM原型。
而英特爾對OUM的興趣可追溯至35年前,即1970年的9月,該公司的創始人之一Gordon Moore和Energy Conversion Devices公司OUM的發明者在《Electronics》就此一主題合著的一篇技術論文。
(Dylan McGrath)
【數字會議】 夏普副社長:合作技術開發是日本液晶產業致勝的關鍵
2006/09/11/01
【日經BP社報道】
“即使將來平板電視市場飽和,液晶的需求仍會繼續增長。為了能在全球競爭中脫穎而出,就需要以產官學為基礎進行合作技術開發”。
夏普代表董事副社長中武成夫在“2006東京國際數字會議”的主題演講中,發表了“以‘液晶’優勢挑戰融合時代”的演講,介紹了夏普液晶業務的計劃和未來展望。
中武副社長首先介紹了2006年8月投產的龜山第2工廠。該工廠使用世界最大的——2160mm×2460mm的第8代玻璃底板。這個面積是2004年開始運轉的龜山第1工廠使用的第6代底板(1500mm×1800mm)的2倍。第1工廠生產的底板一次可裁切6塊37英寸面板,第2工廠可裁切6塊52英寸面板。“龜山第2工廠投產之後,我們將著手強化40英寸以上大螢幕產品的開發”(中武成夫)。
夏普將在全球建立5極生產體制(日本、中國、亞洲、北美、歐洲),2006年10月將在全球同步推出AQUOS品牌的平板電視。
關於龜山工廠的生產計劃,中武透露:“第1工廠的玻璃底板產能為每月6萬塊,第2工廠開始投產時為每月1萬5000塊,2007年3月之前將增加到3萬塊,2008年內將增產至9萬塊”。
接著,中武副社長展望了液晶市場的未來:“2005年需求的集中點是20英寸和30英寸2個級別。到2015年,可能會出現3~4個集中點。具體而言,分別是:作為個人用途用於廚房等的20英寸產品、用於臥室中的30英寸產品,再就是附著價格的下降、逐漸進入客廳的50~70英寸產品。此外,70~100英寸的大螢幕產品或許也將形成很大的市場。除壁挂式電視外,只要解決了相關技術問題、把窗戶玻璃本身作為液晶電視也不是沒有可能實現”。
液晶市場的發展空間很大,同時液晶電視的價格也在迅速下滑,全球競爭日趨激烈。“32英寸的價格比04年降低了58%,40英寸降低了約65%,今後還會進一步降低。在此前一直由日本廠商壟斷的設備和材料領域,南韓、台灣廠商也相繼加入進來”(中武副社長)。
在這一形勢下,日本廠商要想繼續生存,中武認為:“面板廠商、設備廠商、材料廠商合作進行新技術開發是非常重要的。另外,還需要建立產官學合作體制”。(記者:內田 泰)
三人談:日本半導體產業競爭力何以落後於韓臺(中)
2006/09/11/01
日本:數字式,南韓與台灣:搞模擬式
B:甚至有人認為二者存在著這樣的差異:日本半導體廠商屬於數字式,而南韓與台灣廠商則屬於模擬式。在日本廠商看來,重要的是數據是否符合指定的規格。如果處於指標範圍之內就OK,否則絕對不行,完全屬於數字式。而南韓廠商卻不一樣,即使數據符合規格要求,也要永遠追求最佳。
C:的確如此。南韓廠商可以接受即使偶爾出現不符合指標要求的數據,但整體卻表現出較高性能的情況。給人的感覺是不合要求的部分以後可以改進。而日本廠商只要出現一點兒不合要求的數據也不行。另一方面,只要符合指標要求,哪怕整體性能不高,也可接受。
筆者:日本廠商為何要將開工率固定在某個水準,並執著于指標要求呢?
B:因為日本廠商重實效的傾向非常強烈。從以往實效中獲得的指標是行事準則,它已經變得像“繭”一樣不能突破。總而言之,就是害怕不按老規矩辦事會失敗。日本廠商的經營者對待失敗有時非常嚴厲。
C:是的,至少日本的經營者不會說“失敗了也沒關係”。結果,技術人員的基本判斷就逐漸變成了“完美主義”。完美主義雖有好的一面,但過度追求完美可能會產生各種問題。
筆者:這樣說來,日本企業在成本削減上落後,經營者討厭失敗的姿態有很大影響?
“沒有成本分析能力”
A:雖說有這種情況,但技術人員也有責任。日本廠商的技術人員很少有對成本效益進行統計學分析的意識。進行設備投資時並不規劃相應的投資是否會產生相應的效益。也許並不可信,聽說編造能說服領導的故事是技術人員的重要任務,不能這樣搞呀。
C:的確,拿某個項目開始啟動時的情況來說,日本廠商關注的是性能以及何時能夠達到目標的時間問題,不會通過分析成本得出一個方向性的結果。
筆者:南韓廠商的技術人員有這樣的意識嗎?
B:不能說所有的技術人員都有這種成本分析意識,不過,各重要部門的經理估計都有很強的統計學成本分析能力。
C:就連普通的技術人員,即便談不上成本分析的能力,估計也都具有強烈的成本意識。最近與南韓廠商的人員一起工作一段時間以後,有一種動向給人的感受很強烈。他們會把不同的部門,比如工藝部門和曝光設備部門,召集到一起尋求最佳的解決方案。而日本儘管在這方面已經得到很大改善,但各部門之間似乎還有壁壘。
A:各部門之間的壁壘是有。即使同樣的工藝,負責光刻和蝕刻的人員儘管表面上關係不錯,但在酒場等私下場合裏就會相互詆毀,“那幫搞光刻(或者搞蝕刻)的完全就是一群笨蛋。”在這種狀態下,即便心裏清楚只要讓對方的部門稍加改變,事情就會順利地進展下去,但由於根本無法說服對方,因此只好作罷。南韓廠商幹這個非常拿手。
C:不僅是公司內部的各個部門,包括供應商和設備廠商在內,南韓廠商具有很強的整合能力。利用外部力量,提高產品性能,削減成本,讓人感覺特別舒服。
筆者:原來如此。聽到這裡,筆者明白一個道理,南韓廠商之所以使用外部力量,並非沒有技術實力,而是因為這樣做能使整體上達到最佳狀態。然而,日本廠商普遍喜歡自主研製設備,而南韓廠商更願意從外部購買設備,二者在這方面是不是有什麼觀念上的差異?(未完待續。藤堂 安人)
三人談:日本半導體產業競爭力何以落後於韓臺(上)
2006/09/07/01
【日經BP社報道】 筆者前不久寫了一個有關日本半導體產業成本競爭力的專欄,由此得到了與半導體設備廠商的眾多人士進行交流與探討的機會。由於設備廠商的業務遍及日本、南韓和台灣等全球各地,因此能夠對各國半導體廠商進行比較,從中能夠發現日本半導體廠商的問題所在。
筆者在此以座談會的形式再現討論的內容。A原在一家日本半導體廠商工作,後來跳槽進入了一家美國設備廠商。B長期在日本設備廠商工作,而C則是由日本設備廠商跳槽到了美國設備廠商。三位人士均在一線詳細地見證了日本半導體產業由鼎盛逐步走向衰退的過程。
筆者:業界有人認為日本半導體廠商失去競爭力的一個理由在於技術融入設備之後,只要買來設備就能生產,從而讓南韓和台灣追上來了……。
A:我說一句。只要買來設備,就能生產半導體,如今還在進行這種偏離實際的議論,是不行的。我認為它根本不能成為日本半導體廠商走向衰退的理由。
筆者:日本半導體設備廠商的技術人員長期在南韓廠商的生產線上回不來,不是在進行技術指導嗎?
“並非打算傳授技術”
B:我就曾經到我們的南韓客戶的工廠出過差。但出差的理由和技術指導兩碼事。由於設備未能達到性能指標,對方說“要把設備退回來”,出差的目的是為了說服對方。為了讓對方明白如果要把設備退回來的話,事態該有多糟,而費盡了心血。並沒覺得是“去傳授技術去了”。
筆者:南韓廠商的技術實力從一開始就很高嗎?
B:不可否認,南韓和台灣廠商是通過購買與其當初的目的比起來看似性能過高的設備,並利用它趕上來的。他們通過熟練掌握設備的使用,鑽研並逐步提高了製造技術。
筆者:在南韓與台灣廠商鑽研並逐步提高的技術中,超越了日本廠商的是成本削減技術嗎?
C:是的。在此之前,本人曾就某個設備對南韓與日本半導體廠商的使用情況進行了調查。結果發現,生產同樣的元器件,日本廠商使用的設備數量竟是南韓廠商的2倍。因此,不得不承認南韓廠商的成本削減技術遠遠領先日本廠商。
A:日本半導體廠商普遍存在著工藝流程過長的現象。流程越長,越是無法降低成本。這個問題都講了10多年了,但雙方的差距絲毫沒有縮小。
筆者:這是不是說日本廠商只關注提高產品品質的技術,而忽視了成本削減技術?
儘管心裏明白必須削減成本……
A:也不儘然。由於我當時在一線,所以知道現場的情況。上世紀80年代在大型電腦使用的DRAM記憶體領域居於領先地位的日本半導體廠商,進入90年代以後很快就看出個人電腦使用的DRAM記憶體市場將會逐步擴大。由於是DRAM頂級供應商,因此能夠最先明白市場動向。當時的管理層堅定地向技術一線下達了“由於大型電腦使用的DRAM記憶體品質過剩,因此要生產成本更低的DRAM產品”的指令。當時的技術人員都清楚必須降低成本。
筆者:雖說心裏清楚,但實際上卻未能做到這一點?
A:對,沒有做到。我認為無須尋找各種理由進行辯解,應該面對在成本削減技術上落後於人的事實。說到這裡,我自己也是其中的一分子。
筆者:那麼,是不是存在什麼結構性問題,才使日本廠商優秀的技術人員做出努力後也未能取得成功呢?
B:我估計部分原因可能是當時的日本廠商和南韓與台灣廠商所關注的焦點不一樣。日本廠商關注的是成品率,而台灣廠商關注的則是每枚晶片的單價,確實存在這種差異。
C:說到雙方的差異,南韓廠商與日本廠商不同之處就在於前者追求的是設備的理想極限。比如,將開工率提高到極限。而日本則是將開工率固定在某個水準,再在這個範圍內努力提高成品率,因此在成本削減方面根本趕不上對方。(未完待續。記者:藤堂 安人)