IoTデバイス向け低電圧・不揮発性SRAMの研究開発

用于物联网设备的低电压、非易失性SRAM的研发

基本信息

批准号：
20K11730
负责人：
山本修一郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K11730/
关键词：
CMOS SRAM 不揮発性メモリ低電圧動作パワーゲーティング FinFET NV-SRAM MTJ IoT CMOSロジック

项目摘要

本研究課題では，IoTデバイス等，低電圧駆動・低消費電力CMOSロジックシステムに搭載が可能な不揮発性SRAM（NV-SRAM）の研究開発を行う．強磁性トンネル接合（MTJ）をSRAMセルに悪影響を及ぼさないように接続したNV-SRAMセルを構成し，低電圧駆動による大幅な動的消費エネルギーの削減と，さらに不揮発記憶を用いたパワーゲーティング（PG）による待機時電力の削減が可能な回路・アーキテクチャ技術を開発する．MTJへの書き込みエネルギーを大幅に削減できるアーキテクチャを開発して，PGの時間的細粒度化を行い，高効率に待機時電力を削減できるNV-SRAMの基盤技術を構築する．本年度は，NV-SRAMの低電圧CMOSロジック応用を目指し，NV-SRAMの低電圧駆動による動作時電力の削減効果の検討と，低電圧駆動時におけるPGアーキテクチャの開発を行った．デバイスにはFinFETを用いた．FinFETに適合させたNV-SRAMセルの設計アルゴリズムを用いて，最適設計されたNV-SRAMセルの低電圧駆動性能とPG性能の評価を行った．

该研究主题将进行研究和开发非易失性SRAM（NV-SRAMS），可以安装在低压驱动器和低功耗CMOS逻辑系统（例如IoT设备）中。我们将构建一个与SRAM细胞相连的铁磁隧道连接（MTJ）的NV-SRAM细胞，以免它们不利地影响它们，并开发一种电路和建筑技术，可以通过低电压驱动来大大降低动态能量消耗，并使用非电力记忆减少备用电源（PGS）。我们将开发一种可以大大减少MTJ写作能量的体系结构，并构建基本的NV-SRAM技术，该技术可以通过降低时粒PG来降低备用功率。今年，我们旨在将低压CMOS逻辑应用于NV-SRAM，并研究了由于NV-SRAM的低压驾驶而降低工作能力的效果，并在驾驶低压时开发了PG体系结构。 FinFET用于设备。使用适合FinFET的NV-SRAM细胞的设计算法，我们评估了最佳设计的NV-SRAM细胞的低压驱动性能和PG性能。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ニアスレッショルド電圧駆動ULVR-SRAMのパワーゲーティング性能

近阈值电压驱动 ULVR-SRAM 的功率门控性能

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsuoka;K.;Tsuchida;J.;Okabe;M. and Yadohisa;H.;加藤岳人，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡
通讯作者：
加藤岳人，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡

FinFETを用いた低電圧駆動不揮発性SRAM (NV-SRAM)の設計

使用 FinFET 设计低压非易失性 SRAM (NV-SRAM)

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomohiro Ishii;Donghyun Kwon and Kazuteru Namba;竹村祐亮，石岡文生，栗原考次;S. Shimizu;佐藤充,髙井伸和;Tomohiro Shinozaki;Ueki M;山崎修，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡
通讯作者：
山崎修，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡

ニアスレッショルド電圧動作超低電圧リテンションSRAMの設計と性能解析

近阈值电压工作超低电压保持SRAM的设计与性能分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
SUZUKI Daisuke;OKA Takahiro、HANYU Takahiro;Keisuke Kozu and Kazuteru Namba;原拓実，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡
通讯作者：
原拓実，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡

ニアスレッショルド電圧動作ULVR-SRAMセルの設計

近阈值电压操作 ULVR-SRAM 单元的设计

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Aya Kuchiba;Tomohiro Shinozaki;益居秀，佐藤美佳;原拓実，吉田隼，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡
通讯作者：
原拓実，吉田隼，塩津勇作，山本修一郎，菅原聡

不揮発性SRAM：エッジコンピューティングの革新的低消費電力技術

非易失性 SRAM：用于边缘计算的创新低功耗技术

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
塩津勇作，山本修一郎，菅原聡
通讯作者：
塩津勇作，山本修一郎，菅原聡

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山本修一郎