Renesas研制电压为0.8 V的嵌入式SRAM技术

    日立公司（Hitachi）和瑞萨科技公司(Renesas)宣布，这两家公司研制成功低压嵌入式SRAM技术，这项技术是针对用90 nm工艺和更小工艺尺寸制造的系统级芯片（SoC）技术而研制的。利用这项新的电路技术，在进行写入操作时， SRAM单元的电源可以处于“浮动”（脱离供电电源）状态，并且可以工作在0.8 V。这一进展将有利于克服低电压运作（由于工艺尺寸的缩小，低电压运作变得更难）所遇到的障碍，预计它将成为实现信息设备（信息设备在支撑着社会发展）中系统级芯片高性能、低功率运作的基本技术。

    在蜂窝电话这类信息设备中，系统级芯片用于处理多媒体文件，“高速度”和“低功耗”，是对系统级芯片的重要要求。通常，高速度的性能是通过缩小晶体管、降低供电电压来做到的。但是，在工艺尺寸比90 nm还小时，晶体管性能的变化不再可以忽视，用常规的方法来提高性能变得很难。对于SRAM电路，尤其是这样。随着系统级芯片需要处理的数据增多，SRAM的容量也必须增加，结果晶体管之间性能的小小变化都会对性能产生很大影响，所以很难进一步降低供电电压。所以可以预计，系统级芯片所能达到的低电压，将受到SRAM电路供电电压的制约，因此，人们认为，对于使用90 nm工艺和尺寸更小的工艺研制的SRAM，实现低功率的系统级芯片，发展用于 SRAM的新型低电压技术是一件重要的课题。

    针对这个挑战，日立公司和瑞萨科技已经研制成功用90 nm工艺及尺寸更小的工艺制造的、用于系统级芯片的嵌入式SRAM的低压、低功率技术。这项技术的特点如下：

1.    用于低电压运作的供电电压浮动写入技术： 

在进行写入操作时，用于存放数据的SRAM的供电电源是处于浮动状态（脱离供电电源），形成一种可以很容易地重新把数据写到存储器单元的状态。用这个办法，写入操作可以在低电压的情况下进行，同时可以降低整个SRAM的工作电压。

2.    用于低功率写入操作的写入复制电路：

通常，在分配给写入操作的整段时间里，所有的写入电路都是处于工作状态，这是为了得到优良的写入性能。这项新技术用一个复制电路来监测写入性能，写入电路的工作时间是按照写入性能来改变的。这样可以减少没有必要的功耗，同时又不会降低性能。

日立公司和瑞萨科技已经制造成功用作高速缓冲存储器 (*1) 的SRAM组件样片，存储容量为32 kb，以及用作工作存储器 (*2) 的SRAM组件样片，存储容量为512 kb，并且对它们的性能进行了评定。与常规的 SRAM 组件相比，供电电压降低了100 μV，新的SRAM模组可以工作在0.8 V的供电电压。写入复制电路把它的功耗减少了18 %，耗电方面的性能达到0.76 微瓦/兆赫位。

对于用90 nm工艺及尺寸更小的工艺制造的嵌入式SRAM，在克服低功耗和低电压运作所遇到的障碍方面，这项电路技术将作出重大的贡献。

这些结果已经在2005年IEEE国际固体电路会议 （ISSCC 2005）上发表。2005年IEEE国际固体电路会议于2005年2月6日开始在美国加利褔尼亚州旧金山举行。