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© Renesas Electronics Komponenten | 29 Juli 2015

Längere Batterie-Laufzeit dank halbiertem Standby-Strom

Renesas Electronics bietet mit neuen, innovativen 16- und 32-Megabit Advanced Low Power SRAMs mehr als 500-fach höhere Sicherheit gegenĂŒber Soft Errors als CMOS-Speicherzellen.
Das ist eine ProduktankĂŒndigung von Renesas Electronics. Allein der Emittent ist fĂŒr den Inhalt verantwortlich.
Renesas Electronics kĂŒndigt die Entwicklung zwei neuer Advanced Low Power SRAM Produkte an. Die fĂŒhrende Advanced SRAM Technology, im neuen 110nm Prozess gefertigt, bietet neben extrem niedrigen Stromverbrauch höchste Datensicherheit. Die neugefertigten Serien RMLV1616A (16 Mb) und RMWV3216A (32 Mb) nutzen die innovative Advanced Technologie mit erheblich verbesserter ZuverlĂ€ssigkeit und erlauben lĂ€ngere Batterielaufzeiten. Immer höhere Anforderungen an hochsichere und zuverlĂ€ssige Benutzersysteme haben in letzter Zeit zu einer steigenden Nachfrage nach Ă€ußerst zuverlĂ€ssigen SRAMs zur Speicherung von wichtigen Informationen wie Systemprogrammen und Finanztransaktions-Daten gefĂŒhrt. Die Vermeidung von durch Alpha-Strahlen und kosmische Neutronenstrahlen verursachten Soft Errors (siehe Anmerkung 1) ist ein ernsthaftes Problem. Typische Maßnahmen zur Lösung dieser Probleme sind die Integration einer ECC (Error Correcting Code)-Schaltung in den SRAM oder die Einbindung eines Anwendersystems zur Korrektur beliebiger auftretender Soft Errors. Die Fehlerkorrektur-FĂ€higkeiten von ECC-Schaltungen haben allerdings ihre Grenzen. So können manche dieser Systeme etwa keine simultan aufgetretenen Fehler an mehreren Bits korrigieren. Dank ihrer exklusiven Speicherzellen-Technologie bieten die Advanced LP SRAM-Bausteine von Renesas einen 500-fach besseren Schutz vor Soft Errors (siehe Anmerkung 2) als herkömmliche, komplett in CMOS-Technik realisierte Speicherzellen (siehe Anmerkung 3). Dies prĂ€destiniert die Advanced Bausteine fĂŒr den Einsatz in Anwendungen mit hohen Anforderungen an die ZuverlĂ€ssigkeit wie z. B. Fabrikautomatisierung, MessgerĂ€te, GerĂ€te fĂŒr das Smart Grid oder Industrieelektronik, sowie fĂŒr viele andere EinsĂ€tze in der Unterhaltungselektronik, in BĂŒromaschinen oder in der Kommunikationstechnik. Die wichtigsten Produktmerkmale der neuen Serien RMLV1616A und RMWV3216A: 1) Die exklusive Advanced LP SRAM-Technologie von Renesas ermöglicht deutlich verbesserten Schutz vor Soft Errors und höhere ZuverlĂ€ssigkeit In der Advanced LP SRAM-Struktur von Renesas ist jeder Speicherknoten innerhalb der Speicherzellen mit einem zusĂ€tzlichen Stapelkondensator (siehe Anmerkung 4 und 5) ausgestattet. Diese Konfiguration unterdrĂŒckt das Entstehen von Soft Errors auf ein Maß, das einer praktisch vollstĂ€ndigen Vermeidung von Soft Errors entspricht (siehe Anmerkung 6). Außerdem besteht der Lasttransistor (P-Kanal) jeder SRAM-Zelle aus einem Polysilizium-DĂŒnnfilmtransistor (TFT, siehe Anmerkung 7), der ĂŒber dem im Silizium integrierten N-Kanal MOS-Transistor angeordnet ist. Lediglich der N-Kanal MOS-Transistor befindet sich im darunterliegenden Silizium-Substrat. Dies bedeutet, dass sich im Speicherbereich keine parasitĂ€ren Thyristoren bilden können, sodass ein Latch-Up (siehe Anmerkung 8) theoretisch unmöglich ist. Speicher in Advanced LP SRAM-Struktur eignen sich daher bestens fĂŒr Anwendungen mit hohen Anforderungen an die ZuverlĂ€ssigkeit wie Fertigungsautomatisierung, MessgerĂ€te, GerĂ€te fĂŒr das Smart Grid, Verkehrs-Steuersysteme und Industrieelektronik. 2) Verringerung des Standby-Stroms auf weniger als die HĂ€lfte gegenĂŒber frĂŒheren Werten ermöglicht lĂ€ngere Laufzeiten fĂŒr Pufferbatterien Der Standby-Strom der neuen RMLV1616A- und RMWV3216A-Serien betrĂ€gt nur 0,5 ”A (typisch) fĂŒr 16 Mb Bausteine und lediglich 1 ”A (typisch) fĂŒr 32 Mb Bausteine (siehe Anmerkung 9). Diese Werte sind weniger als halb so groß wie bei vergleichbaren frĂŒheren SRAM-Produkten von Renesas (siehe Anmerkung 10) und ermöglichen damit lĂ€ngere Laufzeiten von StĂŒtzbatterien. Die minimale Versorgungsspannung bei Datenerhalt betrĂ€gt 1,5 V und ist damit geringer als bei vergleichbaren, frĂŒheren Renesas-Produkten mit 2,0 V. Dies hilft Kunden Systeme zu entwickeln, die ihre Daten im Batteriebetrieb halten können. 3) GehĂ€useauswahl Die 16 Mb RMLV1616A-Serie ist in drei GehĂ€usevarianten erhĂ€ltlich: als 48-Ball FBGA, 48-Pin TSOP (I) und als 52-Pin ÎŒTSOP (II). So können Kunden das am besten zu ihrer Anwendung passende GehĂ€use wĂ€hlen. Die 32 Mb RMWV3216A-Serie ist in einem 48-Ball FBGA-GehĂ€use verfĂŒgbar. Neben diesen beiden SpeichergrĂ¶ĂŸen wird Renesas auch weiterhin die 256 kb bis 64 Mb Advanced Low Power SRAM Bauteile anbieten. Anmerkungen: (Anmerkung 1) Soft-Error: Dieses PhĂ€nomen tritt auf, wenn Alphastrahlen oder kosmische Neutronenstrahlen aus externen Quellen auf das Silizium-Substrat treffen und dort eine elektrische Ladung im Inneren des Substrats erzeugen. Diese Ladung kann zum Verlust der im Speicher abgelegten Daten fĂŒhren. Anders als bei harten, reproduzierbaren Fehlern wie zum Beispiel physikalischen Fehlern in Halbleiter-Elementen, lassen sich Soft-Errors nicht reproduzieren. Entsprechend kann das System den Ursprungszustand durch ein einfaches Überschreiben der Daten wiederherstellen. Prinzipiell nimmt die HĂ€ufigkeit von Soft Errors bei zunehmend feineren Prozess-Geometrien zu. (Anmerkung 2) Diese Angabe beruht auf von Renesas durchgefĂŒhrten Soft-Error-Untersuchungen. (Anmerkung 3) Komplett in CMOS-Technik realisierte Speicherzellen: Eine SRAM-Speicherzellen-Konfiguration, in der insgesamt sechs P-Kanal und N-Kanal MOS-Transistorelemente auf der gleichen Ebene eines Silizium-Substrats gebildet werden. Dies fĂŒhrt zu einem großem FlĂ€chenbereich und einem hohen Latch-Up-Risiko. (Anmerkung 4) Stapelkondensator: Ein Stapelkondensator besteht aus zwei, aus Polysilizium oder Metall gebildeten Elektroden. Diese Kondensatoren werden auf der oberen Schicht von MOS-Transistoren auf dem Silizium-Substrat erzeugt, und verringern damit den FlĂ€chenbedarf der Speicherzelle. (Anmerkung 5) Speicherknoten: Flipflop-Schaltungsknoten innerhalb jeder Speicherzelle, die jeweils ein Daten-Bit als elektrisches „High“- oder „Low“-Potenzial speichern. (Anmerkung 6) Renesas hat die Ergebnisse seiner Untersuchungen zu Soft Errors in Systemen mit Advanced LP SRAM auf seiner Webseite veröffentlicht. Die Untersuchungen dauerten mehr als ein Jahr und wurden unter Bedingungen durchgefĂŒhrt, die der Einsatzumgebung durchschnittlicher Anwender entsprechen; am Ende wurden keine Fehler festgestellt. Weitere Einzelheiten sind verfĂŒgbar unter: http://www.renesas.com/products/memory/low_power_sram/child/renesas_effort.jsp (Anmerkung 7) DĂŒnnfilm-Transistor (TFT): Ein aus DĂŒnnfilm-Polysilizium aufgebauter Transistor. Solche Elemente werden als SRAM-Lasttransistoren genutzt, die auf der obersten Schicht der MOS-Transistoren auf dem Silizium-Substrat gebildet werden. (Anmerkung 8) Latch-up: Das Latch-up PhĂ€nomen ist ein niederohmiger Zustand, der zu einem Kurzschluss fĂŒhren kann. Durch immer kleinere Prozesse wird die Distanz zwischen den P- und N-Channel Transistoren auf der SiliziumoberflĂ€che immer geringer, was zu Überspannung, elektrostatischer Ladung oder Alpha-/Neutronstrahlung auf der SiliziumoberflĂ€che fĂŒhren kann, durch die die Transistoren beschĂ€digt werden können. Wenn Schutzmaßnahmen fehlen, fĂŒhrt der Latch-up zur thermischen Zerstörung des Bauteils. (Anmerkung 9) Referenzwerte bei einer Versorgungsspannung von 3,0 V und einer Umgebungstemperatur von 25 °C. (Anmerkung 10) Bezieht sich auf die in 150 nm Prozesstechnologie gefertigten Bauteilserien R1LV1616R und R1WV3216R.
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