埃捷克(AGIC)粒子动量--- 21世纪OTP新革命

April 19, 2019 一次性可编程(OTP)非挥发性内存(NVM)泛用于汽车、航空、电源管理IC (PMIC)、可携式电子产品及物联网领域，做为校准(trimming)、加密密钥、功能切换和保存编程程序代码之用。对设计者而言，理想的OTP规格须能兼顾半导体制程之便携性、可靠性及可用性。在过去三十年间，用于CMOS制程中的嵌入式OTP，以下列三种NVM为主: 电子熔丝(eFuse)、浮闸(Floating-Gate)和反熔丝(Anti-Fuse)。

半导体产业传统OTP架构

电子熔丝是利用「电子迁移」现象熔断多晶硅熔丝或金属熔丝，常见于0.5微米到7奈米以下制程。此类OTP在制程转换相对容易，但缺点是面积使用效率低、功耗高和编程良率低，在大容量储存应用中更为突显。

浮闸技术的最大优势在于可藉由紫外线抹除编程数据，测试上更加便利。然而当先进制程的氧化层厚度已低于55 Å，高温与氧化层薄化将危及数据保存的稳定度，因而鲜少用于65奈米以下与需要高稳定度的产品。

与浮闸技术相反，反熔丝OTP是藉由高强度电场击穿氧化层来刻录数据，因而需要更薄的氧化层。在65奈米以下的制程节点中，反熔丝OTP是大容量OTP的主流设计。然而，当氧化层更趋薄化，此技术将面临到另一个问题—闸级漏电(Gate Leakage)。从28奈米制程节点开始，闸级漏电会影响单元编程良率，必须在每位增加内存单元或补偿电路(如ECC)，面积因此扩大。

翻转世界的关键

由于氧化层渐趋薄化，现代半导体技术必须寻求突破，重新研究并检视量子物理学、甚至粒子物理学技术。以电迁移 (Electromigration) 效应为例，过去几十年仅停留在对其表面现象的解读，导致熔丝型OTP在大容量储存应用中出现种种缺陷。

令人振奋的是，2017年Nature之Scientific Reports中揭露了一篇论文，作者用量子物理学重新审视电迁移效应，揭示其真正物理现象应为电子、热和应力的相互作用，并非单纯受电子撞击的结果。摩尔定律时代走向落幕，唯有利用物理学「真相」才能翻转半导体行业。

埃捷克(AGIC)粒子动量

由电迁移效应获得启发，AGIC团队开发出埃捷克粒子动量 (AGIC Particle Momentum)，透过原子、电子的相互作用来控制半导体中原子运动方向，取代破坏性的刻录，避免悬浮粒子影响良率。AGIC集结业界量产经验丰富的菁英，从量子物理学、粒子物理学、材料科学、制程和电路设计领域，重新检视既有半导体技术。凭借埃捷克粒子动量，AGIC团队为OTP、MTP创造了最终的解决方案，实现量子位(Qubits)技术，让量子运算和通信不再遥不可及！