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Georgia Tech与Synopsys的研究提出面向2纳米节点的三维SRAM单元

Georgia Institute of Technology和Synopsys的研究人员提出了一种面向2纳米节点的单片三维六晶体管SRAM单元,采用位于背端互连层中的铟镓氧化物传输栅。该研究称,与高性能硅基基线相比,在子阵列级别可实现25%的面积缩减和42.2%的写入时间缩短。

2026-08-30
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فريق تحرير certi.news
Georgia Tech与Synopsys的研究提出面向2纳米节点的三维SRAM单元

Georgia Institute of Technology和Synopsys的研究人员发表了一篇技术论文,提出了一种面向2纳米节点的六晶体管(6T)单片三维(Monolithic 3D或M3D)SRAM单元。该设计将位于背端互连层中的铟镓氧化物(IGO)传输栅、完全由纳米片硅构成的锁存电路、埋入式电源轨以及钌(Ru)互连结合在一起。

根据论文发表的摘要,所提出的单元与高性能硅基线相比,实现了25%的面积占用缩减。研究人员还报告称,在子阵列级别评估该设计时,写入时间缩短了42.2%,而不是仅在单个单元级别进行评估。

该方案是如何构建的?

M3D概念依靠将电路元件分布在垂直堆叠的多个层级中,而不是将它们全部放置在同一平面上。在这项工作中,采用由IGO制成的传输栅,并将其置于背端互连层中;与此同时,基于纳米片硅的锁存电路则位于该单元的另一种结构中。论文标题指出,该设计考虑了制造工艺特性;在评估2纳米等先进节点中的电路时,这是一个重要因素。

该方案还包括埋入式电源轨和钌互连。这些元件在相关材料中被描述为所提出结构的一部分,并与单元性能分析一同呈现;但现有文本并未证明已经制造出实验芯片或实现商业化生产。

为什么这则消息值得关注?

SRAM是许多处理器的重要组成部分,因此缩小单元面积可以提高芯片内嵌入式存储器的密度。另一方面,所报告的写入时间缩短表明存储操作可能获得性能收益,尤其是在包含多个单元的子阵列级别,因为子阵列面临的互连和控制挑战不同于单个单元。

certi.news的编辑解读是,这项工作的意义不在于推出一款产品,而在于测试一条设计路径:在2纳米目标下,将三维堆叠与背端互连层中的氧化物材料结合起来。不过,文中给出的数字仍然是与论文所提交的设计和评估相关的研究结果。现有材料没有提供有关完整测量方法、制造良率、单元可靠性或其与实际生产线兼容程度的充分细节;因此,不能将其视为商业就绪的证据。

论文及其作者

该论文题为A Process-Aware Hybrid Si/IGO Monolithic-3D 6T SRAM with BEOL Pass-Gates for the 2nm Node,于2026年8月发表在arXiv上。作者包括Po-Chuan Wang、Dongwon Jang、Eknath Sarkar、Alexei Svizhenko、Md. Nahid Haque Shazon、Piyush Kumar、Suman Datta和Azad Naeemi。

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Semiconductor Engineering
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