为物联网和云计算加速新的存储技术

在Ap188金宝搏备用网址plied Materials,我们的实验室和会议室挤满了科学家和工程师。我们的员工受到鼓舞,要成为第一个解决最复杂的材料工程挑战,使改变世界的产品成为可能。

传统上,这些挑战围绕着客户提出的非常具体的半导体物理问题,并通过最初以微米和纳米为单位的突破来回答,现在则以埃为单位。今天,在人工智能和大数据时代的开端,我们正在努力支持我们的客户和行业下游解决更大的问题:

  • 我们如何更有效地收集、处理、存储和分析人工智能所需的海量数据?
  • 什么类型的计算架构能够最好地满足数百亿设备的性能、能效和成本要求,这些设备将创建物联网?
  • 我们如何进一步优化机器学习和云数据中心和边缘设备中的应用程序的芯片?
  • 完整的解决方案是什么样的 - 从材料到系统?

您可能希望在技术层次结构中进一步询问这些问题。然而,像Applied这样的材料工程领导者现在也必须问他们。我们不会允许计算的人工智能时代的增长潜力被摩尔定律的放缓所限制。我们将启用半导体设计和制造的新剧本

这个策略是我们的今天推出新的高批量生产系统,用于新兴记忆瞄准物联网和云计算。因为我的同事解释说最近的博客,AI时代正在推动记忆技术的创新。其中的一个关键部分是将大量的快速记忆更接近来计算资源以实现所需的性能和功率效率目标。靠近的接近可以通过缩短数据所在的空间和原始计算引擎来解决性能瓶颈问题并降低功率。这减少了延迟和移动庞大数据集所需的能量,以在内存和计算之间来回移动。特别是MRAM,RERAM和PCRAM-SHOW的三个记忆承诺作为引导候选人,为IOT设备和云计算服务器带来表现,权力和成本效益,但所有这些都是基于对大容量挑战的新材料制造业......直到今天。

应用的新东西Endura®Clover™PVD平台对于MRAM和Endura®Pharulse™PVD平台PCRAM和ReRAM是该公司开发的最复杂的芯片制造系统。这些新的集成材料解决方案允许MRAM、ReRAM和PCRAM中使用的新材料在工业规模上以原子级的精度沉积。他们就像机器里的工厂。

用于MRAM(左)和ENDURA®Clover™PCHAM和RERAM(右)的endura®Clover™PVD平台是应用最复杂的芯片制作系统。

MRAM作为IOT设备的主要候选人,因为它是低功耗,非易失性,相对较快,提供高耐力。它基于磁隧道结(MTJ),该部件由由绝缘层分开的两个磁性层组成。将其从硬盘驱动器中读取/写入头部,并将其缩小到纳米级并在芯片上产生数十亿。MRAM堆叠包括超过30层材料,必须精确地沉积,同时确保独特的精确接口。必须紧密控制和测量厚度等属性。所有这些必须在超紧的真空中进行,而不会使敏感材料暴露于大气的杂质。

MRAM堆叠包括超过30层材料,必须精确地沉积,同时确保独特的精确接口。

PCRAM和RERAM是快速,非易失性,低功耗,高密度存储器,可用作存储类存储器,以填充服务器DRAM和存储之间的价格性能差距。PCRAM基于“相变”材料 - 类似于DVD磁盘的材料 - 从高度非无定形的材料布置过渡到与加热作为编程机构的晶体布置。使用像保险丝一样的新材料制成。通过将电流施加到电阻材料,通过感测不同水平的电阻来完成编程。PCRAM和雷姆均使用高易受杂质的复合材料(由三种或更多种不同的元素组成)制成。

PCRAM和RERAM的制造挑战。

为了实现MRAM,PCRAM和RERAM的大批量生产,所应用的系统介绍了今天在材料工程中提供了几种突破,以创建以前是不可能的新电影和结构。对于MRAM,我们开发了一种多阴极PVD室,可以非常精确地将五种不同材料的超薄层沉积具有极端均匀性和非常低的能量,以防止材料的不希望的混合。

对于MRAM, Ap188金宝搏备用网址plied Materials开发了一种多阴极PVD室,它可以非常精确地沉积五种不同材料的超薄层,且具有极均匀性和极低的能量,以防止材料不必要的混合。

Clover MRAM PVD平台还集成了预清洗、低温冷却和高温热处理,以及车载计量(下文将详细介绍),所有这些都在应用系统中所达到的最高真空水平下进行。极化和ReRAM脉冲PVD Endura平台由多达九钱伯斯过程集成在真空和车载计量允许精确的多组分的沉积和控制材料用于这些记忆,这是至关重要的实现高性能、可靠性和endurance-at工业规模。

也许我们在我们的新系统中提供的最令人兴奋的突破是板载计量。这种能力对于实现层到层厚度控制并实现更快的斜坡时间和更好的生产产量至关重要。这对于所有三种新兴的内存类型至关重要,但特别是对于MRAM,其中一些层必须仅为8-12个原子,薄膜均匀性差异小于单个原子的高度!确保薄膜均匀性对读取性能和耐力至关重要。传统的计量技术需要将晶片移动进出沉积系统 - 从而破坏真空并损坏敏感材料。通过板载计量学,我们在系统中将“眼睛”放在系统中,以测量和监测具有子埃埃敏感性的MRAM,PCRAM和焦红层的厚度 - 因为它们是创造的 - 以确保原子级均匀性而没有暴露风险到外面的环境。

板载计量机制使得能够精确厚度控制。

随着人工智能时代的到来,随着传统存储器的不断进步,人们对新型存储器的兴趣将会越来越大。所有这些努力的关键是使用新材料和3D结构,以实现芯片性能、功率和成本的改善。这就是我们为MRAM、PCRAM和reram提供的新型集成材料解决方案,解决复杂的技术挑战,从而实现工业规模的创新计算解决方案。

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