imec突破铁电记忆体技术 满足AI时代海量资料与高密度需求

本周2026年IEEE/JSAP超大规模积体电路（VLSI）技术与电路研讨会上，比利时微电子研究中心（imec）发表了有关铁电记忆体研究的两大进展，锁定铁电电容器与铁电场效电晶体（FET）这两者作为实现低电压运作和高密度记忆体整合的潜力方案。AI工作负载持续带给记忆体系统前所未有的运作压力，铁电记忆体因此越来越受到重视，以提供更高容量、更高频宽与更隹能源效率，并维持可延续发展的成本。DRAM与SRAM等传统记忆体技术越来越难以扩展规模，铁电记忆体方法因为可以结合低电压运作，并提供迈向更高密度3D整合的技术途径，渐渐成为具备潜力的技术方案。在此背景下，imec正在发表两种互补的技术进展：低电压铁电电容器，可支援类似於DRAM的未来记忆体，以及垂直堆叠的铁电场效电晶体（FeFET），用来发展新一代AI系统应用的紧凑型高密度记忆体结构。

结果显示，铁电电容器可以透过铁电层微缩技术，实现低电压（约1.3V）运作，同时维持高残留极化量（>40μC/cm2）与耐久性（?1013重复读写次数），这些性能对於类似於DRAM的记忆体应用来说是关键规格。在另一项展示中，imec进一步采用垂直堆叠且基於氧化????锌（IGZO）的铁电场效电晶体（FeFET）来设计具备高密度的3D铁电记忆体。该研究首次展示包含五条字元线的FeFET垂直堆叠记忆体单元功能元件，藉由堆叠元件来增加储存密度。透过导入双闸极配置，并搭配晶背闸极，imec提升了资料抹除效率，而这正是FeFET技术的主要挑战。这项有关元件结构的创新技术突显了氧化物半导体型的FeFET在未来高密度记忆体方面的应用潜力。

imec的跨领域研究方法透过共享材料、整合技术以及迈向可扩展3D铁电记忆体的共同愿景，促成了此次展示的元件概念。上述的两项技术方法采用相似的铁电材料堆叠，而从电容器界面工程和规模化技术获得的研究洞见可以直接用来改良FeFET元件。同时，这些用於FeFET堆叠技术所展示的先进3D整合技术，也为部署高密度3D铁电电容器阵列提供发展途径。铁电电容器与铁电场效电晶体（FeFET）这两种记忆体构件提供独特的技术优势，各自的开发洞见还能互为引导，共同实现进一步改良。
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