Toshiba développe une SRAM (XLL SRAM) à fuites eXtrêmement faibles, qui permet au MCU à puissance plus faible de passer en réactivation rapide à partir d'un mode de veille prolongée
Toshiba Corporation (TOKYO : 6502) a annoncé aujourd'hui le développement de la solution SRAM (XLL SRAM) à fuites eXtrêmement faibles de 65 nm adaptée à la mémoire RAM de sauvegarde dans un MCU à faible puissance, permettant une réactivation rapide à partir du mode de veille prolongée.
Toshiba a présenté ce développement lors de la 2014 IEEE International Solid-State Circuits Conference qui s'est tenue à San Francisco, en Californie, le 11 février.
La demande pour les longs délais de décharge de batterie est forte dans des systèmes à faible puissance, y compris dans les appareils portables, les outils de soins de santé et les compteurs intelligents. Bien que les défis soient nombreux concernant la réduction de la puissance de MCU utilisée dans ces systèmes, avec des progrès dans la génération de procédés, l'augmentation du courant de fuite et la consommation de puissance active deviennent problématiques. La réduction du courant de fuite dans la mémoire RAM, qui retient des données pendant le mode veille, est particulièrement importante.
Un MCU typique réduit la dissipation de puissance avec un mode de veille prolongée, lorsque le courant de veille est inférieur à 1 ?A. Cependant, ceci rend impossible la rétention de données par les SRAM typiques, car la SRAM requiert un courant de veille beaucoup plus élevé qu'1 ?A. Par conséquent, le rechargement de données est long lorsque le système se réactive à partir d'un mode de veille prolongée. L'utilisation de la FRAM comme mémoire RAM de sauvegarde supprime ce problème de rechargement, mais la FRAM est beaucoup plus lente et consomme davantage de puissance active que la SRAM ; en outre, son coût de procédés est plus élevé.
Toshiba a développé une SRAM (XLL SRAM) à fuites eXtrêmement faibles, avec un taux de fuite mille fois moins élevé que celui d'une SRAM classique ; le courant de fuite est de 27 fA par bit lorsque celle-ci est fabriquée dans le cadre d'un procédé de 65 nm. Ce niveau est plus faible que celui trouvé dans des données publiées concernant la technologie de la SRAM avec un procédé dépassant les 65 nm. La nouvelle SRAM peut retenir des données pendant plus de 10 ans dans une mémoire de sauvegarde d'une capacité approximative de 100 Ko, avec la charge d'une seule batterie.
Fabriqué avec une technologie des procédés récente, MOSFET possède un niveau plus élevé de fuites aux grilles, de fuites de drains induits (Gate Induced Drain Leakage - GIDL) et de fuites de canaux. Toshiba a développé un transistor à faible fuite disposant d'un oxyde de grille épais, d'une grande longueur de canaux et d'un profil de diffusion de « drain source » optimal pour réduire ces facteurs de fuite, et l'a adopté dans la cellule mémoire SRAM. La société a développé plusieurs circuits innovants de réduction de fuites. L'un deux est un circuit de polarisation de source pour appliquer un blocage de polarisation en sens inverse au NMOS de la cellule mémoire, et un autre qui coupe la tension du secteur vers les circuits périphériques au cours de la rétention de données.
Le transistor de fuites faibles est plus grand que le transistor classique, ce qui augmente la surface globale de la cellule. Toshiba a garanti une réduction de 20 % de la taille de cellule, comparé à la surface conçue par la règle de conception originale de cet appareil dans des conditions de tension de secteur d'1,2 V. En règle générale, les grands circuits de transistors ont une dissipation de puissance active plus élevée. Toshiba a supprimé ceci en adoptant des circuits de réduction de puissance appelés « Quarter Array Activation Scheme (QAAS) » et « Charge Shared Hierarchical BitLine (CSHBL) ».
Une SRAM avec un délai d'accès en lecture de 7 ns est suffisamment rapide pour être utilisée comme mémoire RAM vive dans un MCU à faible puissance et comme RAM de sauvegarde en mode veille prolongée, grâce à sa fuite de courant extrêmement basse. Comme le système supprime le rechargement des données, le délai de réactivation à partir du mode de veille prolongée est considérablement réduit.
Toshiba prévoit d'utiliser la SRAM dans un produit qui sera lancé en 2014, et s'attend à constater une utilisation généralisée dans des produits à venir fonctionnant à partir de batterie.
À propos de Toshiba
Toshiba est un des principaux fabricants de produits diversifiés au monde qui propose des solutions et commercialise des produits et des systèmes électroniques et électriques de pointe. Le groupe Toshiba apporte innovation et imagination sur un large éventail d'activités : produits numériques, notamment téléviseurs LCD, PC portables, solutions de vente au détail et produits multifonctions ; dispositifs électroniques parmi lesquels les semi-conducteurs, les produits et le matériel de stockage ; systèmes d'infrastructure industrielle et sociale dont les systèmes de production d'énergie, les solutions communautaires intelligentes, les systèmes médicaux, les escaliers mécaniques, les ascenseurs et les appareils ménagers.
Toshiba a été fondée en 1875 et exploite aujourd'hui un réseau mondial de plus de 590 entreprises consolidées, avec 206 000 employés dans le monde et des ventes annuelles dépassant 5,8 billions de yens (61 milliards USD). Consultez le site Web de Toshiba à l'adresse www.toshiba.co.jp/index.htm
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