MemSilicon完成国际首款高密度、大容量1T4R 1Gb RRAM芯片流片
内容提要
铭芯启睿发布首代1TnR高密度RRAM芯片“泰山一号”，采用28nm CMOS工艺和1T4R结构，单芯片容量1Gb，密度30Mb/mm²，延时小于20ns，已流片验证。该技术通过多单元共享晶体管提升密度，并创新电路设计解决漏电与读写可靠性问题，面向嵌入式存储、大容量存储及混合存算三大产品线。
延伸解读
1T4R结构如何提升存储密度
传统1T1R结构中，每个阻变存储单元都需要一个独立的选择晶体管，晶体管面积成为密度提升的瓶颈。泰山一号采用1T4R结构，让一个晶体管共享给四个存储单元，大幅降低了平均到每个单元上的晶体管面积开销，从而在28nm工艺下实现30Mb/mm²的密度。但共享晶体管也带来非目标电流路径和读写干扰等挑战，需要器件、工艺和电路协同优化。
RRAM在新型存储中的定位与竞争
文章对比了SRAM和嵌入式Flash：SRAM速度快但密度低，嵌入式Flash随逻辑工艺微缩集成难度增加。RRAM兼具非易失性和高密度集成潜力，因此成为新型存储的主流方向。三星、台积电、格芯等代工厂已将RRAM纳入先进节点路线图，台积电明确支持12nm和6nm，英飞凌则为28nm微控制器选用RRAM方案。泰山一号正是在这一趋势下，面向高密度大容量需求推出的产品。
泰山一号的关键电路创新
为应对1TnR结构在大容量下的漏电、误写和读可靠性问题，泰山一号在电路与架构层面提出多项自主技术：负压设计与统一复位电路抑制阵列漏电流；多电压域字线驱动实现高低压读写路径解耦，并配合自适应保护偏置降低误写风险；片上自适应跟随读取电路攻克Gb级容量下的读良率难题，再结合硬件纠错形成双重读保障。这些创新是芯片实现小于20ns延时和可靠工作的基础。
产品路线与政策背景
MemSilicon规划了三条产品线：嵌入式RRAM IP面向显示驱动、微控制器等，已进入客户场景；高密度大容量RRAM探索1TnR及三维集成，满足AI推理存储需求；混合存算结合RRAM与DRAM，面向具身智能、AI PC等端侧推理，通过混合三维集成缩短数据搬运路径。今年9月工信部与发改委联合发布的《电子信息制造业发展“十五五”规划》已将阻变存储器和存算一体列入发展方向，为技术落地提供了政策支持。
Q&A
MemSilicon的泰山一号RRAM芯片采用了什么工艺和单元结构？
泰山一号采用28nm CMOS工艺平台和1T4R单元结构，即一个选择晶体管对应四个阻变存储单元。
泰山一号芯片的容量、密度和访问延时分别是多少？
单芯片容量1Gb，密度达到30Mb/mm²，访问延时小于20ns。
1TnR技术相比传统1T1R结构有什么优势？
1TnR通过多个阻变存储单元共享一个选择晶体管，降低平均到每个存储单元上的晶体管面积开销，从而在有限芯片面积上集成更多存储单元，提高密度和容量。
泰山一号芯片在电路设计上解决了哪些关键技术挑战？
引入了负压设计与统一复位电路抑制漏电流；设计多电压域字线驱动电路实现读写路径解耦，并采用自适应保护偏置电压降低误写风险；开发片上自适应跟随读取电路，配合硬件纠错电路，构建双重读保障机制。
MemSilicon规划了哪三条产品线？
第一条是嵌入式RRAM IP，面向显示驱动、微控制器、SSD控制器及安全芯片等；第二条是高密度、大容量RRAM，探索1TnR等结构及三维集成；第三条是RRAM与DRAM结合的混合存算，面向具身智能、AI PC等端侧推理场景。
泰山一号芯片目前处于什么阶段？
泰山一号已完成流片，正在推进验证。
