6月21日,法国原子能委员会电子与信息技术实验室(CEA-Leti)发布的一则消息引发了半导体行业的高度关注:在本月15日的IEEE VLSI 2026研讨会上,该机构展示了一项关于铁电随机存取存储器(FeRAM)电容器的关键突破。简单来说,这项技术使FeRAM在22nm工艺节点下的存储密度达到了标准SRAM的2.5倍——性能直接逼近10nm SRAM的水平。FeRAM本身属于非易失性存储器,无需像DRAM那样频繁刷新数据,这意味着边缘端设备的运行功耗能够显著降低。

那么,FeRAM为什么能做到如此小的尺寸?CEA-Leti的解释是,FeRAM的整体面积更多取决于电容器而非选择晶体管。传统的平面电容器结构如同一道物理屏障,限制了器件的小型化进程。为了突破这一瓶颈,研究人员转向第三个维度——采用垂直电容器设计来压缩面积占用。这种思路类似于将平铺的零件直立排列,从而节省宝贵的芯片空间。
在VLSI 2026会议上,CEA-Leti展示了两种22nm 3D铁电电容器后端集成方案。一种是4:1低深宽比方案,其位单元面积仅为0.047μm²;另一种是17:1高深宽比方案,位单元面积进一步缩减至0.0028μm²——两者之间相差了两个数量级。更值得关注的是,后者彻底解决了常见的“唤醒”问题——即初期循环中表现不稳定的现象,在17:1方案中得到完美克服。
这一技术进展意味着,FeRAM在存储密度上已能与先进工艺的SRAM同台竞技,同时保留了非易失性存储器的低功耗优势。对于追求低功耗、高集成的边缘计算和物联网设备而言,这无疑是一条值得持续跟踪的关键技术路线。
