로옴, 초고속 시리얼 BUS 탑재 강유전체 메모리(FeRAM) 개발

로옴(ROHM www.rohm.co.kr) 그룹 라피스 세미컨덕터(www.lapis-semi.com/kr)는 빈도가 높은 로그 데이터 취득 및 긴급 시의 고속 데이터 백업이 필요한 스마트미터, 헬스케어 기기, 카 네비게이션 등에 적합한 시리얼 BUS 탑재 64Kbit 강유전체메모리(이하, FeRAM)를 개발했다.

차세대 비휘발성 메로리로 주목받고 있는 FeRAM은 일반적으로 보급되어 있는 비휘발성 메모리에 비해 고속 데이터 Rewrite, 높은 Rewrite 내성, 저소비전력이라는 특징때문에 애플리케이션의 저전력화와 고기능화에 기여한다.

최저 동작전압 및 동작 주파수 실현

이 FeRAM 제품(MR44V064B/MR45V064B)은 업계 최고 수준의 최저 동작전압 1.8V를 실현하여, 니켈 수소 전지 2개로도 FeRAM을 사용할 수 있다. AAA 충전지 2개로 약 11년동안 Rewrite(1초당 64Kbit Rewrite 시)가 가능해짐에 따라 애플리케이션의 장시간 구동에 한층 더 기여하며, 포터블 기기 및 IoT 분야에도 활용할 수 있다.

또한, 최대 동작 주파수도 40MHz(SPI BUS)까지 대응하여, 64Kbit의 데이터 Rewrite 시간을 단 1.64msec로 실행 가능하므로 시스템 이상 시, 초고속 백업을 통해 높은 데이터 신뢰성을 실현한다. 시리얼 BUS가 다른 2종류 (I2C BUS, SPI BUS)의 제품을 구비하여, 고객의 시스템 사양에 따라 대응 가능하다.

이 제품은 2016년 1월부터 양산 출하를 개시(샘플 가격 500엔/개)하였다. 전공정 생산은 로옴 본사 공장(교토)이며 후공정은 ROHM Electronics 필리핀(Philippines)이다. 라피스세미컨덕터는 앞으로도 저전력 고성능 제품을 개발하여, 고객의 요구에 대응하는 다양한 용량 및 인터페이스로 상품 라인업을 확충해 나갈 예정이다. 

개발하게 된 이유는 무엇인가

최근, 저전력화 추세에 따라 자동차 및 산업기기뿐만 아니라 모든 애플리케이션에서 시스템 전체의 저전압화가 요구되고 있다. 동시에 고기능화에 따른 데이터 양이 증가하여, 고속으로 정보를 메모리에 저장하는 것도 필요하게 됐다. 라피스세미컨덕터는 로옴의 강유전체 메모리 제조 기술과 라피스세미컨덕터의 메모리 설계 기술의 융합으로 2011년부터 FeRAM 시리즈를 개발해 왔다. 


 ▲FeRAM의 특징

어떤 장점을 지녔는가

1. 최저 동작전압 1.8V로 배터리 장시간 구동 가능

로옴의 저전력 대응 강유전체 탑재 프로세스 기술과 저전압하에서의 메모리 선택 트랜지스터의 게이트 전위를 확보함으로써 업계 최고 수준의 최저 동작전압 1.8V를 실현하였다. 이에 따라 니켈 수소 충전지 2개로도 메모리를 사용할 수 있게 되었다. 예를 들어 AAA 충전지 2개로 1초당 1회 64Kbit (원고 용지 약 10매)의 데이터를 지속적으로 Rewrite해도 약 11년간 동작이 가능하므로, 장시간 배터리 구동이 필요한 IoT 분야에도 이용 가능하다.


▲로옴 FeRAM의 니켈수소 충전지 2개의 방전특성과 전원 정지 시, 긴급 데이터 백업 특성.

2. 최고 수준의 고속 동작 실현

데이터를 기억시키는 강유전체 캐패시터 선택 시의 셀렉터 부하를 경감시킴으로써 초고속 액세스를 실현하였다. I2C로는 업계 최고 수준의 동작 주파수 3.4MHz의 Hs-mode를 지원한다. SPI에서도 업계 최고 수준의 최대 동작 주파수 40MHz에 대응하여, FeRAM의 장점인 고속 데이터 Rewrite의 특징을 강화시켰다.

64Kbit의 데이터 Rewrite 시간이 단 1.64msec로 매우 고속이므로 정전 등의 예측하지 못한 전압 저하가 발생하여도, 전원이 끊기기 전에 데이터를 백업할 수 있으므로 데이터 손실 리스크가 낮으며, 정전에 대비하여 전원 공급을 연장하는 부품을 배치할 필요가 없다. 고속성과 더불어 데이터 보존의 높은 보안성이 요구되는 용도에 적합하다.

 ■제품 스펙 요약