加速新的记忆技术,为物联网和云计算

在应用188金宝搏备用网址材料,我们的实验室和会议室充满了科学家和工程师。我们的人民的灵感成为第一个解决最复杂的材料工程挑战 - 使得可能改变世界的产品。

传统上,这些挑战围绕着由我们的客户构成的非常特定的半导体物理学问题围绕着非常特定的半导体物理学问题,并通过初始测量的突破性在微米和纳米中衡量 - 现在在埃中。今天,在AI和大数据时代开始,我们正在努力支持我们的客户和行业下游,以解决更大的问题:

  • 我们如何更有效地收集,处理,存储和分析数据AI的山脉需要?
  • 什么类型的计算架构可以最好地提供成本创建内容互联网数十亿种设备的性能,功率效率和成本要求?
  • 我们如何进一步优化用于云数据中心和边缘设备的机器学习和推理应用的芯片?
  • 从材料到系统,完整的解决方案是什么样的?

您可能希望沿着技术层次结构进一步询问这些问题。然而,现在应用的材料工程领导者也必须询问它们。我们不会允许AI时代的增长潜力受到摩尔定律缩放的放缓的限制。我们将推动推动半导体设计和制造的新剧本

这一战略支撑着我们的今天发射针对物联网和云计算的新兴存储器的新大批量制造系统。正如我的同事在最近的博客,人工智能时代正在推动内存技术的创新。其中一个关键部分是将大量的快速内存放在更接近计算资源的位置,以实现所需的性能和能效目标。更接近可以解决性能瓶颈问题,并通过缩短数据驻留位置和原始计算引擎之间的空间来降低功耗。这减少了在内存和计算之间来回移动大量数据集所需的延迟和能量。三种存储器,特别是MRAM、ReRAM和PCRAM,有望为物联网设备和云计算服务器带来性能、功耗和成本效益,但它们都基于新材料,这些新材料对大批量制造来说太具有挑战性……直到今天。

这是新的Endura®Clover™PVD平台MRAM和Endura®脉冲™ PVD平台对于PCRAM和Reram是公司开发的最复杂的芯片制造系统。这些新的综合材料解决方案允许MRAM,RERAM和PCRAM用于MRAM,RERAM和PCRAM的新颖材料以工业规模以原子级精度沉积。它们就像一台机器内的工厂。

适用于MRAM的Endura®Clover™PVD平台(左)和适用于PCRAM和ReRAM的Endura®Impulse™PVD平台(右)是Applied公司开发过的最复杂的芯片制造系统。

MRAM因其低功耗、非易失性、相对较快且具有较高的耐久性而成为物联网设备的首选。它基于磁性隧道结(MTJ),一种由两个磁性层组成的元件,由一个绝缘层隔开。可以把它想象成从硬盘驱动器中取出一个读/写磁头,将其缩小到纳米级,然后在芯片上产生数十亿个读/写磁头。MRAM堆栈包括30多层材料,这些材料必须精确沉积,同时确保清晰、精确的界面。必须严格控制和测量厚度等属性。所有这些都必须在超紧密真空中完成,而不将敏感材料暴露在大气杂质中。

MRAM堆栈包括超过30层材料,必须精确沉积,同时确保不同的、精确的界面。

PCRAM和ReRAM是快速、非易失性、低功耗、高密度的存储器,可用作存储级存储器,以填补服务器DRAM和存储器之间日益扩大的性价比差距。PCRAM基于“相变”材料,类似于DVD光盘中使用的材料,从高度非晶态材料排列过渡到以热作为编程机制的晶体排列。ReRAM是使用像保险丝一样的新材料制成的。编程是通过向电阻材料施加电流来完成的,而读数是通过感应不同的电阻水平来完成的。PCRAM和ReRAM均采用复合材料制成(由三种或三种以上不同元素组合而成),这些材料极易受到杂质的影响。

PCRAM和ReRAM的制造挑战。

为了实现MRAM、PCRAM和ReRAM的大批量生产,今天引入的应用系统在材料工程方面取得了几项突破,创造了以前不可能的新薄膜和结构。对于MRAM,我们开发了一种多阴极PVD室,该室可以非常精确地沉积五种不同材料的超薄层,具有极高的均匀性和极低的能量,以防止材料不必要的混合。

对于MRAM,应用材188金宝搏备用网址料开发了一种多阴极PVD室,可以非常精确地将五种不同材料的超薄层沉积出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。

Clover MRAM PVD平台还将预清洗,低密声冷却和高温热处理 - 以及在应用系统中获得的最高水平的真空水平下的板载计量(更详细的情况)。对于PCRAM和RERAM,Endura脉冲PVD平台由最多9个处理室,整合在真空下以及板载计量学中,以允许精确的沉积和控制这些存储器中使用的多组分材料,这对于实现高度至关重要性能,可靠性和耐力 - 以工业规模。

也许我们在新系统中提供的最激动人心的突破是车载计量。这一能力对于实现层间厚度控制以及实现更快的爬坡时间和更好的产量至关重要。这对于所有三种新兴的存储器类型来说都是必不可少的,但对于MRAM来说尤其如此,在MRAM中,某些层必须只有8-12个原子高,膜的均匀性变化小于单个原子的高度!确保胶片均匀性对读取性能和耐久性都至关重要。传统的计量技术要求将晶片移入和移出沉积系统,从而破坏真空并损坏敏感材料。通过车载计量,我们将“眼睛”放在系统中,以测量和监控MRAM、PCRAM和ReRAM层的厚度,这些层的灵敏度为亚埃,以确保原子级的均匀性,而不会暴露在外部环境中。

车载计量能够精确控制厚度。

随着业界在计算的AI时代前进,随着传统记忆的持续进步,对新类型的内存越来越兴趣。所有这些努力的关键是使用新材料和3D结构来实现芯片性能,功率和成本的改进。这就是我们为MRAM,PCRAM和RERAN解决复杂技术挑战的新综合材料解决方案,以实现工业规模的创新计算解决方案。

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