近日，西安統(tǒng)一大學國家半導體有限公司（以下簡稱“ Unisex Nationalchip”）在第63屆國際電子設(shè)備大會（IEDM2020）上發(fā)表了技術(shù)論文-“采用具有34GB容量的3D混合鍵合技術(shù)” “ / s / 1Gb具有帶寬和0.88pJ / b能量效率接口的異構(gòu)集成嵌入式LPDDR4 / LPDDR4XDRAM”。
（用于LPDDR4 / 4X的使用HybridBonding3D集成的堆疊式嵌入式DRAM陣列，具有34GB / s / 1Gb0.88pJ / b邏輯至內(nèi)存接口）。
本文的發(fā)表是Unigroup Guoxin在超高帶寬和超低功耗DRAM方向上的技術(shù)積累和不斷創(chuàng)新的最新突破。
受傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)的馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的限制，存儲器帶寬和計算要求（即“存儲墻”問題）之間的差距變得越來越突出。
使用硅通孔（TSV）技術(shù)的高帶寬存儲器（HBM）是業(yè)界提供的可選解決方案，但是其每個數(shù)據(jù)引腳的工作頻率仍然很高（大約4Gbps），這具有功耗大的缺點。
例如，HBM使用x10um微凸塊（Micro-Bump）堆疊DRAM，它具有數(shù)量有限的數(shù)據(jù)IO和較大的寄生電容和功耗，從而限制了帶寬的增加。
依靠多年對存儲器和ASIC架構(gòu)的深入研究，西安紫光國信開發(fā)了一種異構(gòu)集成嵌入式DRAM平臺（SeDRAM），該平臺可提供業(yè)界最高的單位帶寬和能效，并旨在與以下產(chǎn)品完全兼容國際JEDEC標準。
4GbitLPDDR4芯片。
圖1. SeDRAM技術(shù)流程示意圖Ziguang Guoxin在論文中介紹了SeDRAM平臺的實現(xiàn)流程（圖1）：首先，在不同的流程和配備了外圍電路的邏輯晶體下，貼出DRAM存儲器晶圓（DRAMWafer）。
圓形（LogicWafer），并通過異質(zhì)集成工藝（例如平面化，曝光和蝕刻），將兩個晶片分別制成接觸孔（LTVIA和LBVIA）以用于后續(xù)步驟；然后，將邏輯晶片翻轉(zhuǎn)并通過Cu-Cu互連方法，將兩個晶片直接鍵合。
最后，將邏輯晶片減薄至約3um的厚度，并從邏輯晶片的背面開口完成PAD的生產(chǎn)。
與HBM的MicroBump工藝相比，通過直接鍵合的異質(zhì)集成工藝，接觸孔可以達到11萬/ mm2，密度提高了一百倍，連接電阻低至0.5歐姆。
從邏輯電路到存儲陣列，這實現(xiàn)了高達每Gbit 34GB / s的帶寬和0.88pJ / bit的能效。
圖2.使用SeDRAM技術(shù)開發(fā)的4GbLPDDR4產(chǎn)品的晶圓（左）和布局（右）。
紫光國信開發(fā)的4GbitLPDDR4是業(yè)界首個異構(gòu)集成標準接口DRAM產(chǎn)品（圖2）。
該產(chǎn)品為雙通道，數(shù)據(jù)位寬為X16，并且在每個芯片中集成了超過64,000個異構(gòu)集成接觸孔。
在晶圓測試階段，該產(chǎn)品表現(xiàn)出出色的性能，讀取時間比測試機支持的最快時鐘周期超出了0.56ns。
在顆粒測試階段，產(chǎn)品通過了多種測試條件，包括高溫（95°C），高壓（VDD2 = 1.2v，VDD1 = 2v）和低壓（VDD2 = 1.05v，VDD1 = 1.65v）。
＃39;最高級別的4266Mbps數(shù)據(jù)速率測試。
該產(chǎn)品在高溫測試條件下的保留時間為96ms，這在相同的DRAM工藝下比傳統(tǒng)的平面產(chǎn)品更具優(yōu)勢。
圖3.4 GbLPDDR4產(chǎn)品的讀取時間測試結(jié)果（左）和數(shù)據(jù)保留時間測試結(jié)果（右）。
感謝武漢新鑫和臺灣功率半導體制造有限公司對邏輯芯片和異構(gòu)集成的支持，并與內(nèi)存芯片代工廠合作。
IEDM2020成功發(fā)布，這是Unisplendour Nationalchip在超高帶寬和超低功耗DRAM方向上的技術(shù)積累和不斷創(chuàng)新的最新突破。
通過開發(fā)4GbitLPDDR4產(chǎn)品，SeDRAM平臺不僅為傳統(tǒng)DRAM產(chǎn)品的開發(fā)提供了一條新途徑，而且還為滿足人工智能（AI）和高性能計算（HPC）對高帶寬和高能效的要求提供了有效的解決方案。
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原始標題：西安統(tǒng)一大學國家核心在IEDM2020上發(fā)表了異構(gòu)集成嵌入式DRAM（SeDRAM）論文。
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