混載DRAM(eDRAM)技術

ルネサス　エレクトロニクスは、プラットフォームCMOSの開発とほぼ同時に混載DRAM(eDRAM)技術も開発しており、すでに90nm、55nm ノードのeDRAMデバイスでは、180M個以上の量産実績を有しています。
2010年には40nmノードにおいてもeDRAMの量産を開始し、次世代の28nmノードeDRAMの開発も進めております。
eDRAMは、お客様に様々な付加価値をご提供いたします。ルネサスエレクトロニクスeDRAM技術の特色を以下に示します。

ルネサスエレクトロニクスeDRAM技術の特色

他社の追随を許さない、高速ランダムアクセスと低消費電力を実現
CMOSロジックと完全互換。 CMOSロジックの製造プロセスに最小限のマスクを追加して生産することでコストを削減
SRAMと同等の方式でメモリアクセスが可能なため、既存IPとのインテグレーションが容易
SoC設計が容易。　任意方向への回転配置やeDRAMマクロ上に自由に信号配線を通すことが可能。

これらの特徴により、eDRAMのアプリケーションは大きく広がっています。通信、ホームエレクトロニクス、高速サーバーそしてゲーム。ルネサスエレクトロニクスはこれらの幅広い分野にeDRAM ASICを供給しています。　また、任天堂社Wii™やマイクロソフト社Xbox360®向けグラフィック・チップなどの大量供給実績もあり、充分な生産能力を保有しています。

eDRAM採用事例

優れた性能と多様なアプリケーションへの採用実績を持つルネサス　エレクトロニクスのeDRAMは、ASIC設計者の高い評価を得ています。　90nm以降のeDRAMは、高速動作に加えて、高集積・低消費電力化といった特長を持つため、携帯電話のようなモバイル用途にも最適です。

eDRAMの長所

大規模DRAMブロックをASICチップに内蔵することにより、様々な利点が生まれます。個別のメモリを外付けで使用する場合I/Oが必要となりますが、eDRAMで実現するとこのI/O部が不要です。すると、I/Oシグナルを通して別チップに信号を送る必要がなくなるため、メモリアクセス速度が向上し、バンド幅も大きくとることができます。　また、I/O部に起因するノイズの発生や電力の消費もなくなります。さらにはパッケージのピン数、プリント回路基板の層数も削減できますので、より小さく安価なパッケージと基板の採用も可能になります。その結果、回路基板上の搭載パッケージ数が減り、設計の容易化、回路基板面積の縮小が期待できます。

上記に示した一般的なeDRAM搭載の利点に加え、ルネサスエレクトロニクスならではの様々な利点があります。ルネサスエレクトロニクスeDRAM技術は、標準CMOSプロセスと完全互換であり、性能、信頼性はそのまま維持されます。したがって標準CMOSで設計された既存のIPと自由に組み合わせられます。　また、eDRAM搭載に要する製造付加工程を最小限に抑え、生産コストの削減を実現しております。

さらに、90nm 以降のeDRAMで導入した、新材料ジルコニウム酸化膜(ZrO2)適用キャパシタにより、他社の追随を許さない高い性能を実現しております。

また、独自のセル構造でメモリアレイの寄生抵抗と容量を大幅に減らし、アクセスの高速化、消費電力の削減も実現しました。　寄生抵抗の低減は、今日のCMOSロジックで必須の低電圧におけるeDRAMマクロの高速動作を可能にしました。ルネサスエレクトロニクスの40nm eDRAMでは、0.9Vで250MHz以上の動作速度（初期レイテンシ1）を実現しています。

eDRAMによる利点

広いバンド幅
消費電力低減
ピンカウント数削減
集積度向上
ノイズ耐性向上
高性能化
ソフトエラー率（SER）の低減

eDRAM搭載製品を従来の130nm, 150nm, 90nm, 55nmASIC（CB-130, CB-12, CB-90, CB-55L）から最先端の40nmまで拡張し、CB-40ではさらなるスピード向上やパワー低減、そして高集積化を実現、お客様に業界最高レベルのパフォーマンスをご提供いたします。他社DRAM製品ではランダムアクセススピード100MHz（レイテンシ＝１）程度までしか実現できていませんが、ルネサスエレクトロニクスの40nm eDRAMは、250MHz超（レイテンシ＝1、0.9V、ワースト条件）で動作します。
eSRAMに対しても、面積縮小、パワー低減、ソフトエラー率(SER)耐性向上という利点があります。

eDRAMの開発

ロードマップ

ルネサスエレクトロニクスはCMOSの世代進行にあわせて常に最先端のeDRAMを開発、提供いたします。プロセス世代が進むことによる集積度向上に加えて、新しいテクノロジを導入し、さらなるセルサイズ縮小、性能向上を実現して行きます。
最先端CMOSプロセスとほぼ同時にeDRAMを提供し、そして完全CMOS互換、SRAMライクなアクセス、低電圧動作という特徴を生かし、お客様の様々なSoCへのご要求にお応えします。

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