TSMC 22ULL eMRAM模具从Ambiq™Apollo4中移除
另一种颠覆性的嵌入式内存技术！
嵌入式内存（Ememory）的另一个破坏性产品已到达并快速审查！TSMC已成功开发和商业化22纳米EMRAM产品，具有STT-MRAM技术和设备集成。TechInsights从Ambiq™Apollo4 Blue MCU中删除了TSMC Emram Die（母产品：Fitbit Luxe Fitness Band）。Apolo4 SoC（包标记：2M AMA4B）是由Ambiq专有的亚阈值功率优化技术（Spot）平台构建的第4代系统处理器解决方案。
这种基于订阅的服务为公司提供了竞争性分析，揭示了当今技术市场领导者的流程设计创新
TechInsights的新兴和嵌入式记忆专家认为，TSMC 22ULL EMRAM显示膨胀系统设计应用，如：
- 物联网设备
- 电池供电的端点设备
- 可穿戴设备
- 高效的非易失性代码和数据存储器
- 汽车
- 微处理机
- 服务器
- 模拟控制器
- 传感器毂
Ambiq™Apollo4和TSMC 22ULL工艺，在不牺牲电池寿命的情况下实现高智能化
图1.Fitbit Luxe健身带包装
图2. Ambiq™Apollo4 Blue MCU包装
图3。Ambiq™Apollo4蓝色MCU模具照片
Apolo4 SoC在TSMC 22 NM超低泄漏（22ULL）HKMG门 - 最后一个过程中，并基于32位ARM Cortex-M4处理器，具有FPU和ARM Artisan物理IP，从MRAM实现3μA/ MHz低睡眠电流模式。TSMC 22ULL ESTT-MRAM对于支持MCU功能的片上代码存储是必不可少的，以实现业界领先的功率性能，与以前的Apollo2（10μA/ MHz，EFLASH）和Apollo-3（6μA/ MHz，EFLASH）进行比较。图1,2和3显示了Ambiq™Apollo4蓝色MCU包，并从Fitbit Luxe Fitness带中取出。模具标记和EMRAM阵列块（蓝色盒子）的描述在芯片图像上添加。
低功耗eMRAM为代码和数据提供了非常大、高效的非易失性存储器
图4. AMBIQ™APOLLO4蓝色MCU模具中具有TSMC 22ULL进程的16MB EMRAM阵列模块
Apolo4 MCU在15.56毫米上使用2 MB（16 MB）MRAM2麦德迪。图4显示了AMBIQ™Apollo4蓝色MCU模具上具有TSMC 22ULL进程的16MB EMRAM阵列模块。以前的Apollo2（AMAPH）和Apolo3（AMA3B）SoC产品使用TSMC 40nm EFLASH过程（40ulp）和2D NOR ESF3电池结构，第三代分栅嵌入式超级填充，包括例如（擦除门），CG（控制门），FG（浮栅）和WL SG（选择门）。低功耗EMRAM为代码和数据提供了非常大，有效的非易失性存储器。MRAM不会受到闪存产生的写入磨损。
eMRAM单元MTJ的SEM X剖面和斜面俯视成像
图5.台积电22ULL eMRAM电池MTJ层的SEM x截面图
图6. TSMC 22ULL EMRAM单元MTJ层的斜角顶视图图像
Last year, TechInsights did analyses on some recent eMRAM products such as Sony’s GPS SoCs manufactured by Samsung (28 nm FDSOI) and used in Huawei’s smartwatches, as well as Everspin/GlobalFoundries (GF) 28 nm 1 Gb stand-alone DDR4 STT-MRAM and Avalanche/Renesas 40 nm eSTT-MRAM ICs. However, TSMC 22ULL eSTT-MRAM is the most advanced technology node ever to date. The eMRAM 1-bit cell size is 0.046 µm2这与Everspin/GF的28纳米STT-MRAM电池（0.041µm）类似2）。模块面积为2 MB Emram在芯片上的尺寸为1.90 mm2共16个子阵列块，eMRAM子阵列块大小为46,800µm2220 nm WL节距和210 nm BL节距。
MRAM / MTJ层嵌入金属-3（M3）和金属-4（M4）之间，圆形图案，具有77升降角度（X部分）。图5和6示出了EMRAM单元MTJ层的SEM X部分和斜面顶视图。与Apollo3，外围和Ememory栅极间距（Min。）的比较，已经减少了170nm至120nm（对于外围栅极），以及每次230nm至110nm（用于Emram阵列）。
Ambiq Apollo Blue MCU（微处理器）：比较产品规格
AMBIQ™Apollo Blue MCU系列的比较显示在表1中，Apollo2，Apollo3和Apollo4。AMBIQ的低功耗Apollo4 MCU制造在22ULL过程中将与GlobalFoundries的EMRAM（22nm FDSOI）相媲美，例如，用于GreenWave的AI处理器。TSMC的EMRAM正在接受16 NM FinFET平台，并将在2022年生产的卷。
| 设备 | Ambiq™Apollo2 Blue MCU | Ambiq™阿波罗3蓝色MCU | Ambiq™Apollo4 Blue MCU |
|---|---|---|---|
| 产品示例 | 华为ERS-B29 BAND 2 PRO | 华为Ter-B19频段3职业 | Fitbit Luxe(健身手环) |
| 包标记 | AMAPH | AMA3B | AMA4B. |
| 电源电流 | 10μA/ MHz（EFLASH） | 6μA/ MHz（EFLASH） | 3μA/ MHz（EFLASH） |
| 死的标记 | 阿波罗2号Ambiq Micro 2016 | 阿波罗3号Ambiq Micro 2017 | 阿波罗4号Ambiq Micro 2020 |
| 芯片尺寸（密封） | 6.43毫米2 （2.55 mm x 2.52 mm） |
10.72毫米2 (3.21毫米x3.34毫米) |
15.56毫米2 （3.95 mm x 3.94 mm） |
| CMOS工艺 | 40 ULP | 40 ULP | 20妳 |
| 铸造厂 | 台长 | 台长 | 台长 |
| 金属数量 | 8 (7 Cu, 1 Al) | 9（8铜，1 al） | 10（9铜，1 al） |
| 逻辑门距 | 170 nm. | 170 nm. | 120纳米（HKMG） |
| 嵌入式存储器 | eFLASH（2D或ESF3） | eFLASH（2D或ESF3） | eMRAM |
| Ememory Gate音高 | 250 nm. | 230 nm. | 110海里 |
| Ememory位细胞大小 | 0.068μm.2 | 0.068μm.2 | 0.046μm.2 |
| Ememory区部分和能力 | 14%, 8 Mb | 9％，8 MB | 10.4％，16 MB |
表1.Ambiq的对比表™ 阿波罗蓝单片机系列；阿波罗2号、阿波罗3号和阿波罗4号
嵌入式和新兴内存竞争洞察，为您的业务战略提供信息
由于该行业一直在开发几种下一代内存类型，技术人员被驱使加快开发和优化新设备发布的工艺步骤。TechInsights Embedded and Emerging Memory Subscription为公司提供了具有竞争力的分析，揭示了当今技术市场领导者的流程设计创新。结合我们30多年的专业知识，以及广泛的分析和技术，TechInsights的订阅可以通过提供对前沿技术创新的精心策划的、有竞争力的见解，帮助制定商业战略。
TechInsights内存产品的开发旨在根据您的行业和角色提供您所需的重点技术情报。
