為了滿足新一代高密度片上非易失性存儲技術的需求，日立有限公司(Hitachi)與瑞薩科技公司(Renesas Technology Corp.)日前宣布開發出運行于1.5V電源電壓的512KB(相當于4Mb)相變存儲模塊。該器件能夠實現416KB/s的寫入速度和20ns的讀取時間。利用以前開發的100μA(Micro安培)寫入操作電流的“低功耗相變存儲單元”，兩家公司開發了一種可以實現高速讀寫操作的外設電路技術。 

       新開發的電路技術具有以下特性。 

       寫電路技術有助于利用小電流實現高速寫入 

       (1)兩步電流控制的數據寫入方法 

       高速寫入是利用控制兩步寫入過程中流經相變薄膜的電流來實現的，首先是100μA的電流，然后是低于100μA的電流，以有效產生焦耳熱量。 

       (2)串寫方法 

       通常，存儲器的寫入是多位同時執行的。由于寫入所需的電流為(單元寫電流×同時寫的位數)，所以在寫許多位時，寫操作期間的峰值電流很大。現在，一種串寫方法已經開發出來，可以一次連續寫入許多位，峰值電流可以通過只寫一個位來進行抑制。 

       高速讀取電路支持微小讀取電流 

       盡管實現了用小電流進行寫操作的優勢，日立和瑞薩科技較早開發的相變存儲器還存在一個讀取速度緩慢的問題，這是由微小讀取電流引起的。為了解決這個問題，現在開發了一種讀取電路，其中使用了兩級檢測放大器(放大電路)，通過優化每個檢測放大器的工作電壓使信號可以逐步放大。與使用單級檢測放大器的電路相比，可以在更短的時間執行放大，從而實現更快的讀取時間，同時將檢測放大器的電流消耗抑制在280μA以下。 

       電路技術有助于實現納安級的微電流值的測量 

       為了測試制造的存儲單元的質量，重要的是準確測量信號讀取之前的讀出電流值。不過，在正常工作條件下，納安級的微小讀出電流對存儲器電路中產生電流泄漏來說微不足道，對它進行準確的測量非常困難。因此，利用開發的一種新的電路技術，通過優化存儲器電路的電壓可將電流泄漏降到水平，從而可能對存儲單元的微讀出電流進行高度準確的測量。將測量結果反饋到制造過程將有助于實現存儲單元質量的改進。 

       一種采用130nm CMOS工藝的實驗用512KB存儲模塊已經生產出來，它采用了新開發的100μA單元可寫電路技術。測試結果確認了416Kbps寫操作和20ns讀操作的可能性，在實現高速運行的同時，可以保持低功耗運行相變存儲單元的性能。 

       來源：電子工程專輯