Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/A19880203Elc001.shtml

Мощный конкурент запоминающих устройств на цилиндрических магнитных пленках

Уэсли Р. Айверсен
Редакция Electronics

Клируотер, шт.Флорида. ЗУ с произвольной выборкой на цилиндрических магнитных пленках, несмотря на свои большие габариты, массу, энергопотребление и стоимость, в течение 15 лет успешно сохраняли свои позиции в секторе электронного оборудования американских стратегических ракет благодаря своей энергонезависимости и. высокой радиационной стойкости. Но вполне возможно, что теперь их дни сочтены: новая разновидность ИС памяти, обладающая всеми достоинствами, но лишенная недостатков приборов памяти на цилиндрических магнитных пленках, в состоянии сделать последние достоянием истории.

Компания Honeywell Inc. рассчитывает в июне 1988г. выпустить первую партию работоспособных образцов кристалла ЗУПВ емкостью 2К. В новом изделии впервые осуществлена интеграция тонкопленочной матрицы магнитной памяти на основе пермаллоя, выполненной на кремниевой подложке, в которой изготовлены вспомогательные биполярные интерфейсные схемы. «До сих пор никому не удавалось сделать такие кристаллы и добиться их работоспособности»,— говорит Ричард Тернер, ответственный за проектирование в отделении электронного оборудования для космических аппаратов и стратегической авиации компании Honeywell (Клируотер, шт.Флорида).

Полученный выигрыш может оказаться весьма значительным. Как говорит Тернер, системы памяти на базе этого кристалла в типовых случаях могут иметь примерно в пять раз меньшие габариты, потреблять вдвое меньшую мощность, работать в три раза быстрее и стоить в 5—10 раз дешевле современных систем памяти на цилиндрических магнитных пленках. Вместе с тем системы памяти на таких кристаллах смогут удовлетворить жесткие требования к ЗУ, предъявляемые министерством обороны США в части возможностей произвольной выборки, энергонезависимости, радиационной стойкости и неразрушающего считывания.

Метод осаждения пленок. Основу конструкции нового кристалла компании Honeywell составляет матрица магнитных элементов памяти, изготавливаемая методом распыления тонкопленочных покрытий. Чередующиеся слои пермаллоя, диэлектриков и алюминиевых проводников нанесены и вытравлены с помощью типовых операций полупроводниковой технологии. Как и в памяти на цилиндрических магнитных пленках, в качестве магнитного материала для хранения информации используется пермаллой. (ЗУ на цилиндрических магнитных пленках обычно делаются на проволочках из сплава бериллия и меди диаметром 0,05 мм, покрытых слоем пермаллоя.) Аналогично запоминающий элемент в матрице памяти на этом кристалле определяется пересечением двух магнитных полей, при этом на каждый бит приходится два магнитных запоминающих элемента (см. рисунок).

В новом ЗУПВ компании Honeywell последовательно осаждаются и травятся чередующиеся слои пермаллоя, диэлектриков и алюминиевых проводников.
В новом ЗУПВ компании Honeywell последовательно осаждаются и травятся чередующиеся слои пермаллоя, диэлектриков и алюминиевых проводников.

«Это по-прежнему магнитное ЗУ»,— подчеркивает Тернер. Матрица памяти на кристалле построена по той же архитектуре с пересекающимися взаимно перпендикулярными словарными и разрядными линиями, что и обычные матрицы памяти на цилиндрических магнитных пленках; при этом физические принципы работы запоминающих элементов те же, что и для цилиндрических магнитных пленок. Считывание информации в обоих случаях выполняется индуктивным методом.

В кристалле памяти компании Honeywell с 10-мкм линиями площадь запоминающего элемента составляет 175 мкм2. На долю матрицы магнитной памяти емкостью 2К приходится чуть более 60% площади прибора размером 12,5*12,5 мм. Вспомогательные электронные схемы сопрягаются с матрицей и расположены вдоль двух смежных краев кристалла. В состав этих схем входит около 3 тыс. транзисторов, изготовленных по 5-мкм биполярной технологии. Величина поступающих с матрицы памяти выходных сигналов лежит в диапазоне от 0,5 до 1 мВ, а токов считывания — от 20 до 100 мА.

Тернер отмечает, что в этих тонкопленочных кристаллах цифровая часть на биполярных элементах содержит «все необходимые для функционирования системы памяти электронные блоки за исключением схем синхронизации и управления». Обоснование такого технического решения состоит в том, что эти кристаллы будут использованы для сборки на печатные платы целых субблоков памяти, в которых функции синхронизации и управления возлагаются на один общий кристалл.

В настоящее время компания Honeywell не намерена продавать эти кристаллы памяти по отдельности. Однако, как говорит Тернер, она будет выпускать в продажу автономные системы памяти на базе этих кристаллов.

В секторе рынка приборов памяти на цилиндрических магнитных пленках эта компания уже давно намного опережает всех конкурентов. «В настоящее время компания Honeywell изготавливает около 80% ЗУ на цилиндрических магнитных пленках, продаваемых на внутреннем рынке»,— говорит Тернер.

Если компании Honeywell удастся создать работоспособные кристаллы памяти, то военные ведомства наверняка встретят их с большим энтузиазмом. «Мы с огромным удовольствием отказались бы от ЗУ на цилиндрических магнитных пленках из-за их высокой цены,— говорит Уолтер Шед, руководитель отделения радиационно-стойкой электронной аппаратуры на Ханскомской базе ВВС США (шт.Массачусетс).— Однако это основная доступная нам сегодня технология энергонезависимых ЗУ». Он отмечает, что в ряде приложений в качестве альтернативы ЗУ на цилиндрических магнитных пленках можно использовать энергонезависимые кристаллы памяти на базе МНОП-технологии. Он говорит, однако, что времена записи, необходимые для обеспечения длительной сохранности данных в МНОП ЗУ, слишком велики для многих систем военного назначения.

По словам Тернера из компании Honeywell, удельная стоимости на системном уровне для устройств на базе новых тонкопленочных пермаллоевых кристаллов, видимо, составит около 50 цент/бит. Хотя это достаточно высокая цифра по стандартам для обычных кристаллов памяти, современные ЗУ на цилиндрических магнитных пленках характеризуются удельной стоимостью от 2 до 5 долл./бит. Экономия достигается благодаря групповым методам полупроводниковой технологии, используемым при изготовлении новых кристаллов, тогда как изготовление приборов на цилиндрических магнитных пленках требует чрезвычайно трудоемких технологических методов.

Сегодняшние планы, по словам Тернера, предусматривают, что компания Honeywell начнет поставки опытных образцов своего тонкопленочного прибора памяти емкостью 2К примерно в конце 1988г. Он добавил, что в соответствии с типовыми планами-графиками разработки производство на базе этих ИС систем для ракетной техники начнется примерно еще через два года. Компания Honeywell сегодня не планирует повышать информационную емкость данного кристалла памяти, однако Тернер говорит, что в дальнейшем, возможно, эта технология позволит повысить ее до 4К или 8К на прибор.

Новая технология разработана коллективом специалистов отделения электронного оборудования для космических аппаратов и стратегической авиации центра физических наук компании Honeywell (Блумингтон, шт.Миннесота) и подразделений отделения полупроводниковой электроники этой компании (Плимут, шт.Миннесота, и Колорадо-Спрингс, шт.Колорадо). Работа финансировалась ядерным управлением министерства обороны и Ромским исследовательским центром ВВС США [р.31].

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 60, No.20 (778), 1987г - пер. с англ. М.: Мир, 1987, стр.3

Electronics Vol.60 No.20 October 1, 1987 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Запоминающие устройства





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/A19880203Elc001.shtml