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适用于高安全性应用的轻量级可重构 RRAM PUF
摘要 — 最近，忆阻器在各种应用中受到了广泛关注。即使是电阻式存储器件 (RRAM) 的一些主要缺点（例如可变性），也已成为以物理不可克隆功能 (PUF) 形式实现硬件安全性的有吸引力的特性。尽管文献中已经出现了几种基于 RRAM 的 PUF，但它们仍然存在与可靠性、可重构性和大量集成成本相关的一些问题。本文介绍了一种新型轻量级可重构 RRAM PUF (LRR-PUF)，其中使用连接到同一位线和相同晶体管 (1T4R) 的多个 RRAM 单元来生成单个位响应。所使用的脉冲编程方法也很有创新性：1) 它允许实现节能的实现，2) 它利用切换 RRAM 单元作为 PUF 的主要熵源所需的脉冲数量的变化。所提出的 PUF 的主要特点是它几乎不需要额外成本就可以与任何 RRAM 架构集成。通过大量模拟，包括温度和电压变化的影响以及统计特性，我们证明了 LRR-PUF 表现出其他之前提出的基于 RRAM 的 PUF 所缺乏或难以实现的出色特性，包括高可靠性（几乎 100%），这对于加密密钥生成、可重构性、唯一性、成本和效率至关重要。此外，该设计成功通过了相关的 NIST 随机性测试。
智能写算法以增强RRAM宏的性能和可靠性
摘要最近引入的5G新收音机是一个本生质设计的无线标准，该标准旨在支持关键和庞大的机器类型通信（MTC）。但是，已经很明显的是，5G网络无法完全支持MTC的一些要求更高的要求。随着新兴用例和2030年的应用将产生对一般无线连接性的新的，更严格的要求，尤其是MTC。因此，下一代无线网络，即6G，应该是一个敏捷，有效的收敛网络，旨在满足2030年预期的多样化和挑战性要求。本文探讨了MTC对6G的主要驱动因素和要求，并讨论了各种能力技术。更具体地说，我们首先探讨了6G中MTC的新兴关键性能指标。此后，我们提出了MTC-Opti-整体端到端网络体系结构的愿景。最后，迈向（1）超低功率MTC，（2）巨大可扩展的全局连接性，（3）详细介绍了MTC的安全性和隐私性方案。我们的主要目的是提出一组研究方向，考虑到2030年代的MTC优化6G网络的不同方面。
通过氧气工程定制基于Yttrium氧化物的RRAM设备的开关动力学：从数字到多级量化到模拟开关
电阻随机记忆（RRAM）由于其简单的金属 - 绝缘剂 - 金属（MIM）结构而计入最有希望的非挥发记忆技术。RRAM显示出诸如快速（<1 ns）[1]和低功率开关（每位1 pj），[2]高耐力（> 10 9个周期），[3]对电离辐射的弹性，[4]和出色的缩放能力低于10 Nm的能力。[5] Resistive switching has been observed in materials such as hafnium, tantalum, and yttrium oxide, [6–8] which are well- established materials in complementary metal oxide semiconductor (CMOS) tech- nology, making RRAM easily integrable in existing back-end-of-line Si technology, and thus, an interesting candidate for new emerging applications such as cybersecu- rity and neuromorphic计算。尤其是，由于自主驾驶，图像识别和深度学习等新兴领域，神经形态变得越来越重要。
统一、快速、可靠的 CMOS 兼容电阻开关存储器
摘要：电阻开关随机存取存储器（RRAM）被视为下一代存储器的潜在候选者之一。然而，获得具有高保持力和耐久性、低变化以及CMOS兼容性等全面优异性能的RRAM器件仍然是一个悬而未决的问题。在本文中，我们在HfO x 基RRAM中引入插入TaO x 层来优化器件性能。通过成型操作在TaO x 层中形成了坚固的细丝，局域场和热增强效应以及界面调制可以同时实现。因此，RRAM器件具有大窗口（> 10 3 ）、快速开关速度（~ 10 ns）、稳定的保持力（> 72 h）、高耐久性（> 10 8 次循环）以及循环间和器件间优异的一致性。这些结果表明插入TaO x 层可以显著提高HfO x 基器件的性能，为RRAM的实际应用提供了一种建设性的方法。
用于 EEG 信号检测的带有基于 RRAM 的低通 FIR 滤波器的 13 W 模拟前端
摘要：本文介绍了一种用于检测脑电图 (EEG) 信号的模拟前端 (AFE)。AFE 由四个部分组成，即斩波稳定放大器、纹波抑制电路、基于 RRAM 的低通 FIR 滤波器和 8 位 SAR ADC。这是首次在 EEG AFE 中引入基于 RRAM 的低通 FIR 滤波器，其中利用 RRAM 的生物可信特性高效分析模拟域中的信号。前置放大器采用对称 OTA 结构，在满足增益要求的同时降低了功耗。纹波抑制电路大大改善了噪声特性和失调电压。基于 RRAM 的低通滤波器实现了 40 Hz 的截止频率，适用于 EEG 信号的分析。SAR ADC 采用分段电容器结构，有效降低了电容器开关功耗。芯片原型采用 40 nm CMOS 工艺设计。整体功耗约为13µW，实现超低功耗运行。
利用导电氧化物界面实现电阻式随机存取存储器
二维电子气 (2DEG) 可在某些氧化物界面处形成，为创造非凡的物理特性提供了肥沃的土壤。这些特性可用于各种新型电子设备，例如晶体管、气体传感器和自旋电子器件。最近有几项研究展示了 2DEG 在电阻式随机存取存储器 (RRAM) 中的应用。我们简要回顾了氧化物 2DEG 的基础知识，强调了可扩展性和成熟度，并描述了从外延氧化物界面（例如 LaAlO 3 /SrTiO 3 ）到简单且高度可扩展的非晶态-多晶系统（例如 Al 2 O 3 /TiO 2 ）的最新发展趋势。我们批判性地描述和比较了基于这些系统的最新 RRAM 设备，并强调了 2DEG 系统在 RRAM 应用中的可能优势和潜力。我们认为当前的挑战是围绕从一个设备扩展到大型阵列，其中需要在串联电阻降低和制造技术方面取得进一步进展。最后，我们列出了基于 2DEG 的 RRAM 所带来的一些机遇，包括增强的可调性和设计灵活性，这反过来可以为多级功能提供优势。
新颖8T1R非...
摘要 - 静态随机记忆（SRAMS）是芯片行业不可或缺的一部分，由于其高性能和与CMOS技术的兼容性，占据了可观的记忆市场。传统的SRAM没有能力在电源后保留数据，从而阻止了它们在非易失性应用中的使用。本文提出了一种基于电阻RAM（RRAM）技术的新型非易失性SRAM（NVSRAM）设备。在单元格和内存阵列级别提出了SRAM与所提出的NVSRAM性能之间的比较。比较涵盖了几个指标，例如能源消耗，面积和静态噪声余量（SNM）。此外，这项工作提出了对RRAM变异性以及CMOS子系统变异性对NVSRAM性能的影响的深入分析。提出的结构表明，尽管有RRAM的可变性，但在稳定性和可靠性方面表现出了强大的NVSRAM性能。
模拟中的统计温度系数分布...
𝑅（𝑇）=𝑅0[1 +𝑇（𝑇−𝑇0）]（1）其中r 0是参考温度t 0处的电阻，而tα是温度系数。图。1（b）。少数低电阻细胞转化为金属的传导机制。RRAM阵列中的电导与神经网络中的代表权重成正比22。因此，通过将RRAM细胞随机编程为八个不同的电导，从直观地检查了电导漂移，如图1（c）。可以观察到电导分布在300K处非常紧密，并且随着温度升高而变得更宽。随着电导的增加，相邻电导之间的重叠发生在较低的温度下，这显着降低了神经形态计算的准确性。
用于存储应用的二氧化钛薄膜的 XAS 研究
由于结构简单，RRAM 单元（也称为忆阻器）可以集成到高密度、低功耗、高速度的设备中。RRAM 设备的重要性在于它们具有电阻切换功能；即，它们能够通过施加适当的电压在高阻和低阻状态之间切换相应的电阻。然而，这种电阻切换机制目前还不太清楚，仍然存在争议。
基于多层 RRAM 的深度学习推理引擎的读取扰动和双极读取方案研究
摘要——基于多层电阻式随机存取存储器 (RRAM) 的突触阵列可以实现矢量矩阵乘法的并行计算，从而加速机器学习推理；然而，由于模拟电流沿列相加，因此单元的任何电导漂移都可能导致推理精度下降。在本文中，在基于 2 位 HfO 2 RRAM 阵列的测试车辆上统计测量了读取干扰引起的电导漂移特性。通过垂直和横向细丝生长机制对四种状态的漂移行为进行了经验建模。此外，提出并测试了一种双极读取方案，以增强对读取干扰的恢复能力。建模的读取干扰和提出的补偿方案被纳入类似 VGG 的卷积神经网络中，用于 CIFAR-10 数据集推理。