英特尔Optane™XPoint内存的内存/选择器元素

发布日期:2017年6月7日
贡献作者:河东选择高级技术研究员

图1所示。内存密度的比较

图1所示。内存密度的比较

TechInsights继续挖掘Intel Optanetm Xpoint Memory的过程,细胞结构和材料分析。我们发现英特尔optaneTMXPoint内存芯片的内存密度为128 Gb/片,比目前的3D TLC NAND产品(如图1所示)的内存密度要低一些。每个模具的内存密度为2.28 Gb/mm2用于Micron 32L 3D FG CuA TLC NAND, 2.57 Gb/mm2对于三星48L TLC V-NAND,2.43 GB / mm2对于TOSHIBA / WD 48L BICS TLC NAND,1.45 GB / mm2SK海力士36L P-BiCS MLC NAND。相比之下,英特尔OptaneTM XPoint只有0.62 Gb/mm2

图2.存储器阵列效率的比较

图2.存储器阵列效率的比较

我们知道Micron 32L和64L 3D NAND产品使用了CuA(阵列下的CMOS),这意味着它的存储阵列效率(85%)相对于其他3D NAND产品(60~70%)是相当高的。同样,XPoint内存芯片的内存效率超过90%,因为XPoint内存阵列中的存储元素位于金属4和金属5之间。换句话说,所有的CMOS电路,如驱动器、解码器、BL访问、本地数据和地址控制都被放置在类似于3D NAND的CuA架构的内存元素之下。图2显示了与当前3D NAND产品的内存效率比较。

产品信息:英特尔3D XPoint分析报告

本产品简介总结了我们打算建立的可交付成果以及对部件的技术相关性的一些额外评论。

图3. Xpoint PCM / OTS沿位线和字线横截面

图3. Xpoint PCM / OTS沿位线和字线横截面

当涉及到XPoint内存数组中的内存元素时,使用了双重堆叠的存储/选择器结构。对于存储元件,已经开发了许多候选材料,如相变材料、电阻氧化电池、导电桥电池和MRAM电池。其中,Intel XPoint内存采用了硫系基相变材料。存储元件采用GST (Ge-Sb-Te)合金层,称为相变存储器(PCM)。

对于选择器元件,使用诸如晶体管(BJT或FET),二极管和卵形阈值开关的许多开关装置。英特尔XPoint记忆使用与砷(AS)掺杂的另一种基于硫属化物的合金不同于所用的存储元件材料。这意味着在XPoint存储器上使用的选择器英特尔是ovonic阈值开关(OTS)材料。图3显示了沿着位线和字线的双堆叠存储器/ OTS选择元素的横截面图像。OTS选择器未在中间电极或底部电极上延伸。在TechInsights分析报告中可以找到更多详细信息。

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