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ReRAM内蔵マイコンを量産化、低消費電力と高信頼性を両立

2013/09/02 00:00
出典:日経BP半導体リサーチ/日経エレクトロニクス別冊「半導体ストレージ 2014」、2013年7月31日発刊 、pp.146-157 (記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります)
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著者|
小谷 秀人
 パナソニック オートモーティブ&インダストリアルシステムズ社 
 セミコンダクター事業部 システムインテグレーション

村岡 俊作
 パナソニック オートモーティブ&インダストリアルシステムズ社 
  技術本部 グリーンイノベーション開発センター

小谷 秀人
 パナソニック R&D 本部

 スマートフォンやタブレット端末などのモバイル機器やスマートメーターなどの環境インフラ機器では、電池での駆動時間の向上や小型化が進んでいる。これに伴い、機器の常時制御を担うマイコンにも、低消費電力化が強く求められている(図1)。特に待機時の消費電力削減へのニーズは強い。

図1 ReRAM内蔵マイコンの応用分野
図1 ReRAM内蔵マイコンの応用分野

 組み込みマイコンの多くは、プログラム開発の効率化や製品供給のTAT(turn-aroundti me)短縮、電源遮断時のデータ保持などを目的として、電気的に書き換えられる不揮発性メモリを内蔵している。この不揮発性メモリでも低消費電力化が欠かせなくなっている。

 不揮発性メモリについてはこの他、ユーザーの利便性を高めるためにいくつもの要件を満たさなければならない。(1)半導体メーカーや機器メーカーがマイコンを出荷する際のプログラム格納時間を短縮できること、(2)各種のパラメータや処理情報を格納するEEPROMを置き換えるとともに、高速書き換えを可能にすること、(3)機器の品質向上の要請に見合うデータ保持特性を備えること、などである。

 マイコンに内蔵されるメモリは現状ではフラッシュ・メモリが主流である。しかし、動作電圧が高いために、昇圧に伴う電力損失などから低消費電力化が難しいという課題を抱えている。そこで、“ポスト・フラッシュ・メモリ”として新規不揮発性メモリに注目が集まっており、各社が精力的に開発を進めている。パナソニックは先に挙げた要件を満たす新型不揮発性メモリとして、抵抗変化型メモリ(ReRAM)の開発に取り組み、業界に先駆けてReRAM内蔵マイコンを量産化することに成功した。

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