MemSilicon流片国际首款1T4R架构1Gb RRAM芯片,突破高密度存储瓶颈
铭芯启睿(MemSilicon)宣布完成基于1TnR技术路线的首代高密度RRAM芯片“泰山一号”流片,这是全球首款采用1T4R结构的1Gb级阻变存储器芯片。该芯片基于28nm CMOS工艺,单芯片容量达1Gb,密度为30Mb/mm²,访问延时小于20ns,并集成片上硬件纠错电路。这一成果标志着1TnR技术从实验室研究正式迈向Gb级产品化阶段,为AI终端和高性能SoC提供了兼具高密度、低功耗与高可靠性的新型非易失性存储解决方案。
事件概述
2026年10月12日,铭芯启睿(MemSilicon)宣布成功流片其首代高密度、大容量RRAM芯片“泰山一号(MountTai 2026)”。该芯片基于创新的1TnR(一个选择晶体管对应多个阻变存储单元)技术路线,实现了从早期研究到Gb级芯片产品化的关键跨越。目前芯片已完成流片,正处于验证推进阶段。
核心技术与性能指标
“泰山一号”采用了28nm CMOS工艺平台和1T4R单元结构,即在单个选择晶体管下共享四个阻变存储单元。这种设计旨在降低单位面积内的晶体管面积开销,从而在有限芯片空间内集成更多存储单元。
主要技术指标如下:
- 单芯片容量:1Gb
- 存储密度:30Mb/mm²
- 访问延时:< 20ns
- 可靠性保障:集成片上硬件纠错电路,构建“电路自适应+硬件纠错”双重读保障机制。
该方案通过CMOS标准工艺兼容的后道集成方式,解决了传统SRAM密度低、嵌入式Flash随工艺微缩集成难的问题,实现了密度、容量、成本和速度的平衡。
技术突破与挑战应对
1TnR结构虽然提高了密度,但也带来了非目标电流路径、读写干扰及可靠性等挑战。“泰山一号”在电路与架构层面实现了多项自主创新:
- 抑制漏电流:引入负压设计与统一复位电路方法,显著降低阵列漏电流,提升功耗效率与可靠性。
- 解耦读写路径:设计多电压域字线驱动电路,实现高、低压读写路径彻底解耦,并提出自适应保护偏置电压技术,有效降低误写风险。
- 攻克读良率难题:开发片上自适应跟随读取电路,解决Gb级大容量下的读可靠性问题,配合硬件纠错确保数据准确。
行业背景与应用前景
随着高性能SoC、具身智能及AI PC等设备对权重、KV Cache及参数存储需求的激增,存储器需在保持低延迟和低功耗的同时满足大容量需求。目前,三星、台积电、格芯等晶圆代工厂已将RRAM纳入先进工艺节点路线图,英飞凌也在28nm MCU中选定RRAM方案。
MemSilicon围绕政策导向与技术需求,布局三条产品线:
- 嵌入式RRAM IP:面向显示驱动、MCU、SSD控制器及安全芯片,已进入客户场景。
- 高密度大容量RRAM:持续探索1TnR结构及三维集成,满足AI推理存储需求。
- 混合存算技术:结合RRAM与DRAM,面向端侧推理场景,优化数据搬运路径与能耗平衡。
此次“泰山一号”的流片,标志着中国在新型非易失性存储领域取得了系统性突破,具备重要的产业化潜力和国际竞争力。
