摘要 — 本文第一部分介绍了 5 纳米碳纳米管场效应晶体管 (CNFET) 静态随机存取存储器 (SRAM) 单元的尺寸和参数优化。在此基础上,我们提出了一种由原理图优化的 CNFET SRAM 和 CNT 互连组成的碳纳米管 (CNT) SRAM 阵列。我们考虑由金属单壁 CNT (M-SWCNT) 束组成的 CNFET SRAM 单元内部的互连来表示金属层 0 和 1 (M0 和 M1)。我们研究了考虑 CNFET 器件、M-SWCNT 互连和金属电极钯与 CNT (Pd-CNT) 触点的 CNFET SRAM 单元的布局结构。探索了两种版本的单元布局设计,并在性能、稳定性和功率效率方面进行了比较。此外,我们实现了一个 16 Kbit SRAM 阵列,由提出的 CNFET SRAM 单元、多壁 CNT (MWCNT) 单元间互连和 Pd-CNT 触点组成。这种阵列表现出明显的优势,其读写总能量延迟积(EDP)、静态功耗和核心面积分别为采用铜互连的7nm FinFET-SRAM阵列的0.28×、0.52×和0.76×,而读写静态噪声裕度分别比FinFET高6%和12%。
这是一本经典且被广泛采用的教材的第三版,经过了彻底更新,非常适合实际晶体管设计和课堂教学。国际知名的作者涵盖了各种最新发展,详细讨论了现代 VLSI 器件的基本属性和设计,以及影响性能的因素。书中约有 25% 的内容为新内容,内容范围已扩展到高 k 栅极电介质、金属栅极技术、应变硅迁移率、MOSFET 的非 GCA(渐进沟道近似)建模、短沟道 FinFET 和 SOI 上的对称横向双极晶体管。章节已重新组织,将附录整合到正文中,以实现更流畅的学习体验,并包含大量额外的章末家庭作业练习(+30%),让学生参与实际问题并测试他们的理解。对于学习高级半导体器件课程的高年级本科生和研究生以及半导体行业中从事硅器件工作的专业人士来说,这是一本完美的教材。
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DFF 触发器 DMM 数字万用表 DMA 直接存储器访问 DSP 数字信号处理 DSPI 动态信号处理仪器 DTMR 分布式三重模块冗余双通道。双通道 DUT 被测设备 ECC 纠错码 EDAC 错误检测与纠正 EEE 电气、电子和机电 EMAC 设备监控和控制 EMIB 多芯片互连桥 EPCS 扩展物理编码层 ESA 欧洲航天局 eTimers 事件计时器 ETW 电子技术研讨会 FCCU 流化催化裂化装置 FeRAM 铁电随机存取存储器 FinFET 鳍式场效应晶体管 FIR 有限脉冲响应滤波器 FMC FPGA 夹层卡 FPGA 现场可编程门阵列 FPU 浮点单元 FY 财政年度 Gb 千兆位 Gbps 千兆位/秒 GCR 银河宇宙线 GEO 地球静止赤道轨道 GIC 全球行业分类 GOMACTech 政府微电路应用和关键技术会议 GPIO 通用输入/输出 GPIB 通用接口总线 GPU 图形处理单元 GR 全球路线 GRC NASA 格伦研究中心 GSFC 戈达德太空飞行中心
div> dylan Rosser www.dylanrosser.us工作经验高级模拟电路设计师NXP半导体NXP半导体•LED电力管理IP开发新产品介绍•与SOC Architect合作,与SOC Architect合作开发MCU电源架构和规格•建模,设计和模拟的电压参考,调节器和检测技能之间的交易•均衡•调查•调节•杠杆设计•均衡型号•衡量型号,并衡量型号,并在范围内进行衡量•均衡级别的行为•平衡巡回赛•专家•生产的可交付成果,例如示意图,网表,GD,LEF,模型,自由和文档•分析的老化,可靠性,SOA,SOA,DFMEA,可交付成果的质量模拟电路设计器II NXP半导体•模拟,优化和设计了各种用于数据转换器的iP和Power Machine IP的子计数,以实现多种机器学习的•用于机器学习的最佳FLED和DRC•DRC•DRC•DRC•DRC•DRC•DRC•drc•DREC•drc•drc•drc•drc•drc•drc•drc• IP•在SystemVerilog,Veriloga和Python中对SAR和管道ADC建模•脚本验证以自动化数据分析和可视化研究和助教Carnegie Mellon University•设计并布置了高速的两阶段比较器,在65nm CMOS中进行了高速两阶段的比较器•开发的Microelectronic Circen interne internect internement internect internement internect internection•构成了一项自动式的奖励•颁发的均等•验证电气工程师Cosentini Associates
摘要。本文深入研究了在XOR-XNOR细胞中应用的常规和非常规设计方法。这些单元在各种算术逻辑电路中起着至关重要的作用,在低压和功率水平下运行的VLSI设计中具有很大的计算能力。本文研究了与常规和非规定设计策略相关的困难。此外,它对当前文献中有关电路设计参数的不同XOR/XNOR单元进行了相对评估。这项研究的结果表明,低技术节点中碳纳米管现场效应晶体管(CNTFET)技术的采用显着降低了电路延迟,而浮动栅极金属氧化物半导体(FGMOS)技术在电路电力效率方面显示出卓越的解释。讨论还涵盖了FinFET技术在创建XOR/XNOR细胞中的利用。本文评估了这些XOR/XNOR细胞的电压和温度弹性。使用22nm技术节点的HSPICE工具进行了分析。基于FGMO的XOR/XNOR细胞表明,对电压和温度波动的弹性最高。采用非常规技术遇到的主要挑战涉及缺乏适当的仿真模型和复杂的制造过程。这些挑战特别阻碍了这些开拓性方法的进步和采用。
近年来,IMEC开发了其埋藏的电力导轨(BPR)技术,将晶体管下的功率导轨推动了较低的IR下降和增加路由密度的双重好处,因为信号路线和动力路线不再存在路线冲突。此处IMEC通过新颖的路由方案报告了缩放的FinFET,从而通过BPR从两个晶圆侧启用了功率连接。在VIAS模式接触到P/N S/D-EPI和BPR之后的前沿,在单个金属化步骤中使用优化的Prectean进行,同时保留良好的接触接口。晶圆翻转后,粘合和极度变薄,高度缩放的323nm深纳米 - 直通式 - 抗数(NTSV)在BPR上土地,具有紧密的覆盖控制和不变的BPR耐药性。通过将动力输送网络转移到背面,它提供了较少的动态和静态IR降低,从2NM设计规则下为低功率64位CPU生成的芯片电源热图预测。p/nmos在背面处理后显示出相似甚至上级离子-IOFF,并且添加了额外的退火,以进行VT恢复,移动性和BTI改进。
电荷尺度数字对模拟转换器的准确性和性能(DACS)(图1(a))取决于二进制加权电容器比率,这可能会受到MIS匹配的干扰。关键因素是电容器阵列中单位电容器C U的选择。由于n位二进制加权DAC使用2 N单位电容器来提供所需的电容器比率,其面积,总电容和功率用n呈指数增加。选择较小的C u会降低阵列的大小并减少沉降时间,这是因为电容器充电/排放电容器的较低时间常数。但是,较小的C U导致更大的随机不匹配和线性问题。在文献中,经常在经验上选择C U。在[1]中尝试确定最小C U的系统方法,但模型是建立在较旧的散装技术节点上的,而忽略了电线寄生虫和随机变化的影响;特别是在FinFET节点中,这些效果可能很重要。此外,它们无视对关键DAC线性指标的影响。在[2]中,研究了寄生能力的某些组成部分对增益误差和热噪声的影响,但是该工作并未探索一种发现C U的方法。我们提出了一种系统的方法,用于查找最佳的单位电容,C u,该方法考虑了系统的和随机变化,电线寄生虫,频噪声,热噪声和电路级性能指标,包括线性。
标准互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术及其 FinFET 形式的先进技术推动了电子行业取得了非凡的成功。虽然 CMOS 技术可能会继续为下一代计算平台提供其非常强大的性能,但很明显,从长远来看,它在扩展方面面临重大挑战,受到功耗和功率密度限制,可能无法满足新兴应用的新需求。这将需要超越 CMOS 的技术来介入和增强 CMOS。无论是用于逻辑设计的节能可扩展开关设计,还是非易失性存储器,还是用于通用计算机和专用加速器的存储器和逻辑功能的集成,对应用量子材料来实现这些新型微电子设备的需求都激增。为了有效利用新兴技术独特且前景广阔的属性,至关重要的是,它们的实验发现和进步必须得到对基础物理及其在材料、器件、电路和系统层面的影响的理解的良好支持。为了加速和实现这一目标,新型材料和器件的建模有望发挥重要作用。一方面,模型应提供有关材料特性和设备操作和可扩展性的重要物理见解;另一方面,它们应能够高效准确地估计基于新兴技术的电路的性能和能效。因此,在我们应对寻找计算和存储革命性突破的挑战时,需要不同设计抽象级别的模型。
负偏压温度不稳定性 (NBTI) 是 CMOS 器件中的一个重要可靠性问题,它会影响基于 CMOS 的电路的性能。因此,了解不同缺陷机制和关于应力和恢复时间的广泛操作条件对电路性能的影响对于产生可靠且可接受的设计裕度至关重要。在这项工作中,分析了使用 16 nm FinFET 技术设计的 6T SRAM 单元电路上的 NBTI 效应。研究了 NBTI 可靠性问题对传输延迟和功耗在读写操作中的影响。研究了基于不同缺陷机制、应力时间和工作温度条件的 6T SRAM 性能。使用由 N it 和 N it 与 N ot 结合引起的缺陷计算出的阈值电压偏移之间约有 74 mV 的差异。发现读取延迟不受应力时间的影响,而写入延迟在 10 年的应力时间内略有改善。使用 N it 模拟的 6T SRAM 单元的写入延迟在运行 10 年后比使用 N it 与 N ot 组合进行模拟时提高了 0.4%。在 125°C 下,运行 10 年后读取操作的功耗高于写入操作,分别为 4.09 µW 和 0.443 µW`。观察到 6T SRAM 单元的性能取决于缺陷机制的类别、静态和动态模拟条件以及工作温度。
