AI 人工智慧 應材 新型記憶體 PVD MRAM

因應AI市場新型記憶體需求 應材PVD平台加速MRAM量產

2019-09-17
隨著物聯網(IoT)與工業4.0等概念的興起,應用端對於人工智慧(AI)運算需求也不斷加重,硬體處理效能的提升迫在眉睫。然而,晶片效能的推進受阻,也促使半導體產業跳脫摩爾定律開創全新發展策略,透過封裝技術以及MRAM、ReRAM和PCRAM等新興記憶體技術,推升整體運算效能。因應此市場需求,應用材料(Applied Materials)推出新的物理氣相沉積(PVD)系統,加速新型記憶體量產的時程。

應用材料半導體事業群金屬沉積產品處全球產品經理周春明表示,因應半導體產業進入後摩爾時代所面臨的挑戰,該公司在材料工程的基礎上提出一個全新的劇本,從新的晶片架構(如Google所推出的TPU)、新的3D記憶體結構、高階邏輯晶片中的鈷等新的材料、新的微縮方法以及先進封裝五大面向著手,優化整體運算效能,以滿足不斷成長的運算需求。

人工智慧和大數據帶來龐大運算需求,加上摩爾定律擴展的趨緩,驅使硬體開發和投資的復興,各種規模的企業正競相開發新的硬體平台、架構與設計,以提升運算效率。周春明指出,新型記憶體技術被認為是實現提高運算效率的新架構關鍵所在,如MRAM、ReRAM和PCRAM等新的記憶體技術興起,便是晶片與系統設計人員都致力研究的關鍵領域。這些新型記憶體提供更多工具來增強近記憶體運算(Near Memory Compute),同時也將作為下一階段記憶體內運算(In-Memory Compute)的建構模組。

然而,MRAM結構非常複雜,由10多種不同材料和超過30層以上的薄膜與堆疊組成。部分薄膜層的厚度僅達數埃,相近於一顆原子的大小。而控制這些薄膜層的厚度、沉積均勻性、介面品質等參數正是維持效能與品質的關鍵,因為在原子層任何極小的缺陷都有莫大影響。這些新型記憶體裝置的效能和可靠性,取決於矽上沉積和整合新興材料的能力。因應此趨勢,應用材料也推出全新整合式材料解決方案Endura Clover MRAM PVD系統。

周春明說明,該系統可在超高真空環境下執行多流程步驟,實現整個MRAM單元製造,包括材料沉積、介面清潔和熱處理。其核心是Clover PVD反應室,可在原子層級精度下沉積多達五種材料;在系統層級方面,可整合多達7個Clover PVD反應室到Endura平台,無須真空中斷即可於單一整合式系統中實現複雜的MRAM堆疊沉積。

應用材料半導體事業群金屬沉積產品處全球產品經理周春明表示,新型記憶體是實現提高運算效率的新架構關鍵。

 

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