Компания STMicroelectronics переходит на новый 18-нм техпроцесс с полностью обедненным кремнием на изоляторе (FD-SOI) и встроенной памятью с фазовым переходом (ePCM) для своего следующего поколения микроконтроллеров STM32. Новый технологический процесс, разработанный в сотрудничестве с партнером по литейному производству Samsung, обещает повысить производительность и энергопотребление. Технология FD-SOI с ePCM также позволит увеличить объем памяти и улучшить интеграцию аналоговой и цифровой периферии.
По сравнению с текущим 40-nm узлом процесса ST со встроенной энергонезависимой памятью (eNVM), новая технология обеспечит 50%-ное улучшение соотношения производительности к мощности, заявила компания. Другие преимущества включают в себя большую память на кристалле с плотностью в 2,5 раза выше, чем у eNVM, и в три раза выше плотность цифровой периферии, что позволяет интегрировать ИИ и графические ускорители, а также улучшенные функции безопасности. Для беспроводных микроконтроллеров FD-SOI с ePCM обеспечит лучшую производительность RF с уменьшением коэффициента шума на 3 дБ, заявила компания.
Реми Эль-Уаззан, президент группы микроконтроллеров, цифровых ИС и RF-продуктов в STMicroelectronics, сказал EE Times Europe: «Как ведущий новатор в полупроводниковой промышленности, ST была пионером и поставляла технологии FD-SOI и PCM нашим клиентам для автомобильных и аэрокосмических приложений. Теперь мы делаем следующий шаг, чтобы донести преимущества этих технологий до разработчиков промышленных приложений, начиная с наших микроконтроллеров STM32 следующего поколения». FD-SOI — это планарный процесс, который выигрывает от двух инноваций: сверхтонкого скрытого слоя оксидного изолятора и тонкой кремниевой пленки, которая создает канал транзистора. Скрытый оксид приводит к снижению емкости исток-сток и значительному снижению токов утечки. Кроме того, поскольку кремний чрезвычайно тонкий, нет необходимости легировать канал, что приводит к полностью истощенному транзистору. FD-SOI особенно полезен для аналоговых и радиочастотных конструкций, что приводит к снижению шума и улучшению характеристик усиления. Технология изготовления также обеспечивает более высокую устойчивость к радиационным ошибкам, таким как защелкивание и переворот бита.
Память с изменением фазы решает технические проблемы интеграции энергонезависимой памяти в передовые технологии CMOS-процессов. Созданная с использованием сплава германия-сурьмы-теллура (GST), она выигрывает от быстрых, контролируемых нагревом изменений в физическом поведении материала между аморфным (логический 0) и кристаллическим (логическая 1) состояниями.
Поперечное сечение ячейки памяти ePCM, интегрированной в технологию FD-SOI, демонстрирует нагреватель, который быстро переключает ячейки памяти между кристаллическим и аморфным состояниями.STMicroelectronics)
Комбинация FD-SOI и PCM от ST позволяет работать при 3 В и считается единственным суб-20-нм процессом, способным это сделать. По словам ST, этот процесс обеспечит надежность, необходимую для промышленных приложений, благодаря его высокотемпературной работе, радиационно-стойким характеристикам и возможностям сохранения данных, преимуществам, которые уже были доказаны в линейке автомобильных микроконтроллеров Stellar Integration от ST, изготовленных с использованием 28-нм процесса FD-SOI.
ST заявила, что первый микроконтроллер STM32, использующий этот новый процесс, будет интегрировать ядро Arm Cortex-M, подходящее для приложений машинного обучения и цифровой обработки сигналов.