Your SlideShare is downloading. ×
MEMORY 1997
                                                      Table of Contents




NOMENCLATURE . . . . . . . . . . ....
Table of Contents




              NEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
Table of Contents




     EPROM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
Table of Contents




        Winbond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
Table of Contents




           Fast Page Mode DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
Table of Contents




           FIFO SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
Table of Contents




     Embedded DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....
Table of Contents




    Nan Ya Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
List of Illustrations




                                             List of Illustrations




Figure                   ...
List of Illustrations




Figure                                                       Title                              ...
List of Illustrations




Figure                                                     Title                                ...
List of Illustrations




Figure                                                         Title                            ...
List of Illustrations




Figure                                                       Title                              ...
List of Illustrations




Figure                                                          Title                           ...
List of Illustrations




Figure                                                       Title                              ...
List of Illustrations




Figure                                                      Title                               ...
NOMENCLATURE

Except where noted, ICE uses the following nomenclature throughout MEMORY 1997.

   Gbit    Gigabit (Billion...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

MEMORY 1997 Table of Contents

1,290

Published on

1 Comment
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,290
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
13
Comments
1
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "MEMORY 1997 Table of Contents"

  1. 1. MEMORY 1997 Table of Contents NOMENCLATURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xix SECTION 1. THE MOS MEMORY MARKET Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-1 The ROM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-11 Sharp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-15 NEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-16 Macronix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-16 American Microsystems Inc. (AMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-16 Siemens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-17 Fujitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-17 The EEPROM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-17 SGS-Thomson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-20 Atmel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-21 Xicor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-21 Hitachi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-22 SECTION 2. THE DRAM MARKET Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-1 The DRAM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-1 DRAM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-5 Unit Shipments by Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-8 DRAM Average Selling Prices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-13 DRAM Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-17 DRAM Price per Megabit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-19 DRAM Consumption and Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-22 DRAM Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-24 4Mbit DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-25 16Mbit DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-27 Fujitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-29 Hitachi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-29 Intel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-29 Mitsubishi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-29 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION iii
  2. 2. Table of Contents NEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-29 Oki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30 Toshiba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30 64Mbit DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30 Fujitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-31 Hitachi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-32 Mitsubishi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-32 Samsung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-32 Toshiba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-33 128Mbit DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-33 256Mbit DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-34 Gigabit DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-34 SECTION 3. THE SRAM MARKET Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-1 The SRAM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-2 SRAM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-4 SRAM Shipments by Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-5 Fast SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-5 Slow SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-6 SRAM Cache Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-7 SRAM Average Selling Prices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-8 SRAM Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-12 SRAM Price per Megabit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-13 SRAM Consumption and Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-13 SRAM Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-14 Alliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-16 Cypress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-16 Fujitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-17 Hitachi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-17 IBM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-19 Integrated Device Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-19 Mitsubishi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-20 Mosel-Vitelic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-20 Motorola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-20 NEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-20 Paradigm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-21 Sharp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-21 Toshiba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-21 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-21 SECTION 4. THE EPROM MARKET Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-1 The EPROM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-1 iv INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  3. 3. Table of Contents EPROM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-4 EPROM Average Selling Prices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-7 EPROM Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-8 EPROM Price per Megabit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-9 EPROM Consumption and Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-10 EPROM Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-11 SGS-Thomson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-15 Advanced Micro Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-15 Texas Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-17 Fairchild/National . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-17 Atmel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-18 Cypress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-18 Hualon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-19 NEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-19 Fujitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-19 SECTION 5. THE FLASH MEMORY MARKET Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-1 The Flash Memory Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-3 Flash Memory Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-5 Flash Memory Average Selling Prices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-6 Flash Memory Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-7 Flash Memory Price per Megabit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-8 Flash Memory Consumption and Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-8 Flash Memory Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-10 Advanced Micro Devices (AMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-11 Atmel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-14 Catalyst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-18 Fujitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-18 Hitachi/Mitsubishi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-18 Intel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-19 Macronix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-21 Micron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-21 Motorola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-21 Nexcom Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-22 Samsung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-22 Sanyo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-22 SGS-Thomson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-22 Sharp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-23 Siemens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-23 Silicon Storage Technology (SST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-23 Texas Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-24 Toshiba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-25 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION v
  4. 4. Table of Contents Winbond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-26 Xicor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-26 Trends in Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-26 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-26 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-27 Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-29 Small Form-Factor Flash Memory Cards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-30 Embedded Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-33 Multi-Level Cell Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-34 Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-35 SECTION 6. GENERAL MEMORY TECHNOLOGY TRENDS Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-1 General Technology Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-2 Feature Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-3 Lifecycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-4 Die Size Trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-5 Wafer Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-5 Defect Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-7 Redundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-8 Process Complexity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-11 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-12 Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-12 Process Geometries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-14 DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-14 SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-15 ROMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-15 EPROMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-16 EEPROMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-16 Flash Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-17 Unified Memory Architecture (UMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-18 Latch-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-19 SECTION 7. DRAM TECHNOLOGY Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-1 How the Device Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-1 First Step: Row Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-3 Second Step: Column Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-3 Refresh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-3 Memory Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-4 Memory Cell Shape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-4 Capacitor Dielectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-7 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-7 vi INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  5. 5. Table of Contents Fast Page Mode DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-10 Extended Data Out (EDO) DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-11 Burst EDO DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-11 Audio DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-11 Cache DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-12 Enhanced DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-13 Synchronous DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-14 SDRAM-II or DDR DRAMs (Double Data Rate DRAMs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-15 Synchronous Graphics RAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-17 Enhanced Synchronous DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-17 Video DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-17 Window DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-18 Pseudo SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-18 Fusion Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-19 Rambus DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-20 The Rambus Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-20 The RDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-21 The Rambus Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-22 SyncLink DRAM (SLDRAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-22 3D RAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-24 nDRAM (next-generation DRAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-24 Multibank DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-24 Non-Volatile Ferroelectric DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-26 SECTION 8. SRAM TECHNOLOGY Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-1 How the Device Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-1 Read/Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-3 Data Retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-4 Memory Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-4 4 Transistor (4T) Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-4 6 Transistor (6T) Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-5 TFT (Thin Film Transistor) Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-6 Cell Size and Die Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-8 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-10 Asynchronous SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-10 Synchronous SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-10 Burst Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-12 Flow-Through SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-13 Pipelined SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-15 Late-Write SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-15 ZBT (Zero Bus Turn-around) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-17 DDR (Double Data Rate) SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-17 Cache Tag RAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-18 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION vii
  6. 6. Table of Contents FIFO SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-18 Multiport SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-20 Shadow RAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-21 Battery-Backed SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-21 Reliability Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-22 SECTION 9. ROM, EPROM, AND EEPROM TECHNOLOGY Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-1 How the Device Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-1 Mask Programmable ROMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-2 ROM Cell Size and Die Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-2 Multimedia Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-4 EPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-4 EPROM Floating Gate Transistor Characteristic Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-5 EPROM Cell Size and Die Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-7 OTP (One Time Programmable) EPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-9 EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-9 Parallel EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-9 Serial EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-9 Multi-Level Analog Storage EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-15 SECTION 10. FLASH MEMORY TECHNOLOGY Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-1 How the Device Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-1 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-3 NOR Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-4 NAND Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-5 DINOR Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-5 AND Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-6 Audio NAND Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-8 Multi-Level Storage Cell (MLC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-9 Four-Level Storage Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-9 Multi-Level Storage Cell for Audio Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-10 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-11 SmartVoltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-11 Reliability Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-12 PCMCIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-13 Small Flash-Memory Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-13 CompactFlash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-14 Miniature Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-14 Solid State Floppy Disk Card (SSFDC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-15 SECTION 11. EMBEDDED MEMORY Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-1 viii INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  7. 7. Table of Contents Embedded DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-2 DRAM Memory Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-4 Embedded SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-6 SRAM as Cache Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-6 SRAM in ASIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-6 6T SRAM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-7 4T SRAM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-9 Embedded ROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-10 Embedded EPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-11 One-Time Programmable (OTP) Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-11 Embedded EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-12 Embedded Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-12 Smartcard Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-14 SECTION 12. GLOSSARY OF TERMS SECTION 13. HIGH DENSITY DRAM, SRAM, EPROM, AND FLASH MEMORY APPENDIX Alliance Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-1 Advanced Micro Devices (AMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-1 Atmel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-1 Benchmarq Microelectronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-1 Catalyst Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-2 Cypress Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-2 Dallas Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-2 Electronic Design Inc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-2 Enhanced Memory Systems Inc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-2 Fujitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-3 Hitachi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-3 Hyundai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-3 IBM Microelectronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-3 Integrated Device Technology (IDT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-3 Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-4 Intel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-4 LG Semicon Company, Ltd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-4 Logic Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-4 Macronix International . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-4 Matsushita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-5 Micron Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-5 Mitsubishi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-5 Mosel-Vitelic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-5 MoSys Inc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-5 Motorola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-6 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION ix
  8. 8. Table of Contents Nan Ya Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-6 National Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-6 NEC Electronic Devices Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-6 Nexcom Technology, Inc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-6 Nippon Steel Semiconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-7 Oki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-7 Powerchip Semiconductor Corporation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-7 ProMOS Technologies, Inc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-7 Paradigm Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-7 Ramtron International . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-7 S-MOS Systems (Seiko-Epson Affiliate) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-8 Samsung Semiconductor Business . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-8 Sanyo Semiconductor Business Headquarters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-8 SGS-Thomson Microelectronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-8 Sharp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-8 Siemens AG Semiconductor Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-9 Simtek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-9 Sony Corporation Semiconductor Company . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-9 Temic Telefunken Microelectronic GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-9 Texas Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-10 Toshiba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-10 United Microelectronics Corp. (UMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-10 United Silicon, Inc. (USI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-10 Vanguard International Semiconductor Corp. (VISC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-10 Winbond Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-11 Xicor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13-11 x INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  9. 9. List of Illustrations List of Illustrations Figure Title Page 1-1 Memory Product Lifecycle (1997) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-1 1-2 MOS Memory Percent of Total Worldwide IC Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-2 1-3 1992-2002 MOS Memory Market CAGR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-3 1-4 Effects of Memory Market on Total IC Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-4 1-5 MOS Memory Market Forecast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-4 1-6 Ten Year Average Annual Growth Rates (1992-2002) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-5 1-7 Dollar Volume of MOS Memory Product Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-5 1-8 MOS Memory Product Marketshare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-6 1-9 MOS Memory Unit Shipments by Product . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-7 1-10 Total MOS Memory Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-8 1-11 MOS Memory Consumption by Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-8 1-12 MOS Memory Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-9 1-13 1996 MOS Memory Production by Product Segment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-10 1-14 ROW (Korea) Muscles Production from Japan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-10 1-15 Total MOS Memory Market Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-11 1-16 Memory IC Usage by System Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-11 1-17 ROM Market History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-12 1-18 The ROM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-13 1-19 ROM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-13 1-20 ROM Unit Shipments by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-14 1-21 ROM ASPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-15 1-22 ROM Market by Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-15 1-23 ROM Market Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-16 1-24 EEPROM Market Growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-18 1-25 1996 EEPROM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-18 1-26 1996 EEPROM Market by Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-19 1-27 Serial EEPROM Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-19 1-28 EEPROM Market Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-20 1-29 Xicor Speeds SPI EEPROMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1-21 2-1 DRAM Market History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-2 2-2 DRAM Market Forecast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-3 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION xi
  10. 10. List of Illustrations Figure Title Page 2-3 Quarterly DRAM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-4 2-4 DRAM Market Growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-5 2-5 Dollar Volume of Select DRAM Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-6 2-6 Quarterly DRAM Shipments by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-7 2-7 DRAM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-8 2-8 Unit Volume of Select DRAM Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-9 2-9 DRAM Unit Shipments by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-10 2-10 DRAM Shipments by Architecture (Percent) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-10 2-11 Toshiba’s DRAM Shipments by Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-11 2-12 Hitachi’s Main Memory Solutions Shift to SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-11 2-13 Texas Instruments’ SDRAM Roadmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-12 2-14 Samsung DRAM Technology Roadmap for Main Memory . . . . . . . . . . . . . . . . .2-12 2-15 Samsung Promotes DDR SDRAM to Match Bus Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-13 2-16 Intel’s Outlook for PC Platform Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-14 2-17 DRAM Average Selling Price . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-14 2-18 DRAM Average Selling Price by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-15 2-19 4Mbit DRAM Price Trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-16 2-20 16Mbit DRAM Price Trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-16 2-21 DRAM Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-17 2-22 DRAM Bit Volume by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-18 2-23 DRAM Content Growing Rapidly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-19 2-24 Annual DRAM Bit Volume Growth (1973-2002) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-20 2-25 DRAM Price Per Mbit by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-22 2-26 Regional DRAM Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-23 2-27 Regional DRAM Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-23 2-28 ROW to Overtake Japan in DRAM Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-24 2-29 1996 DRAM Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-25 2-30 Lower Prices Extend 4Mbit DRAM Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-26 2-31 1996 Leading 4Mbit DRAM Suppliers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-26 2-32 1996 Leading 16Mbit DRAM Suppliers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-27 2-33 Lower Prices Increase 16Mbit Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-27 2-34 64Mbit Monthly Output Targets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-30 2-35 Taiwan’s Ambitious 64Mbit DRAM Plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-31 2-36 Taiwan’s DRAM Sales Accelerate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-32 2-37 Samsung’s Gigabit DRAM Roadmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-34 3-1 SRAM Market Forecast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-2 3-2 Quarterly SRAM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-3 3-3 SRAM Market Growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-4 3-4 Dollar Volume of Select SRAM Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-5 3-5 Quarterly SRAM Shipments By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-6 3-6 SRAM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-7 3-7 Unit Volume of Select SRAM Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-8 xii INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  11. 11. List of Illustrations Figure Title Page 3-8 Total SRAM Shipments By Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-9 3-9 64Kbit SRAM Shipments By Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-9 3-10 256Kbit SRAM Shipments By Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-10 3-11 1Mbit SRAM Shipments By Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-10 3-12 >1Mbit SRAM Shipments By Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-11 3-13 Cache SRAM Architecture Trends (Percent) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-11 3-14 SRAM Average Selling Price . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-12 3-15 SRAM ASPs By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-13 3-16 SRAM Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-14 3-17 SRAM Bit Volume By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-15 3-18 SRAM Price Per Mbit By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-16 3-19 Regional SRAM Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-17 3-20 Regional SRAM Production (Percent) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-18 3-21 SRAM Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-18 3-22 SRAM Applications (Percent of Dollars) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-21 4-1 EPROM Market Forecast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-2 4-2 Quarterly EPROM Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-3 4-3 EPROM Market Decline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-4 4-4 Dollar Volume of Select EPROM Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-5 4-5 Quarterly EPROM Shipments By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-6 4-6 EPROM Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-6 4-7 EPROM Unit Shipments by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-7 4-8 EPROM Average Selling Price . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-8 4-9 EPROM ASPs By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-9 4-10 EPROM Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-10 4-11 EPROM Bit Volume By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-11 4-12 EPROM Price Per Mbit By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-12 4-13 EPROM Versus Flash Price Per Mbit Comparison (1Mbit Density) . . . . . . . . . . .4-13 4-14 EPROM Versus Flash Price Per Mbit Comparison (4Mbit Density) . . . . . . . . . . .4-13 4-15 EPROM Versus Flash Price Per Mbit Comparison (16Mbit Density) . . . . . . . . . .4-14 4-16 Regional EPROM Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-14 4-17 Regional EPROM Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-15 4-18 EPROM Suppliers - How Committed to Market? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-16 4-19 1996 EPROM Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-16 5-1 Semiconductor Memory Hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-1 5-2 Non-Volatile Memory Hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-2 5-3 Flash Finds Its Non-Volatile Niche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-2 5-4 Flash Data Targets Growing Markets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-3 5-5 Flash Memory Market Forecast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-4 5-6 Quarterly Flash Memory Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-5 5-7 Flash Memory Market Growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-6 5-8 Dollar Volume of Select Flash Memory Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-7 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION xiii
  12. 12. List of Illustrations Figure Title Page 5-9 Flash Memory Unit Shipments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-8 5-10 Flash Memory Unit Shipments by Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-9 5-11 Flash Memory Average Selling Price . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-10 5-12 Flash Memory ASPs By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-11 5-13 Flash Memory Bit Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-12 5-14 Flash Memory Bit Volume By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-13 5-15 Flash Memory Price Per Mbit By Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-14 5-16 Regional Flash Memory Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-15 5-17 Regional Flash Memory Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-16 5-18 Flash Memory Sales Leaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-16 5-19 Taiwan Joining Flash Bandwagon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-17 5-20 Total AMD Flash Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-17 5-21 Intel’s Flash Memory Die Size Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-19 5-22 Intel’s 1996 Flash Business by Market Segment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-20 5-23 Intel’s Flash Memory Capacity Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-21 5-24 TI’s Flash Memory Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-24 5-25 TI’s Flash Target Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-25 5-26 1997 Flash Memory Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-26 5-27 Flash Architectures Stretch to Fit Memory Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-28 5-28 A Sampling of Flash Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-28 5-29 New Flash Capacity to Meet Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-31 5-30 Small Form-Factor Flash Memory Card Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-33 5-31 Percentage of Flash Unit Shipments By Read/Erase-Program Voltage . . . . . . . .5-36 6-1 Memory Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-1 6-2 Characteristics of MOS Memory Product Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-2 6-3 IC Feature Size Trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-3 6-4 The 15-Year SIA Roadmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-4 6-5 Growth in Chip Complexity Since 1959 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-5 6-6 IC Die Size Trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-6 6-7 ISSCC Advanced DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-6 6-8 Wafer Area Increases (Percent) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-7 6-9 Wafer Development Time Requirements (Time to Reach 100 MSI Production Rate) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-7 6-10 Die Size Versus Die Count . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-9 6-11 Effect of Die Size on Yield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-10 6-12 Murphy’s Probe Yield Model (As a Function of Defects per sq cm) . . . . . . . . . .6-10 6-13 Row Decode for Redundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-11 6-14 Transition from 5V to 3V Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-13 6-15 3.3V Logic Power Savings in a Typical Notebook Computer . . . . . . . . . . . . . . . .6-13 6-16 Gate Oxide Versus Gate Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-14 6-17 Gate Length Versus Operating Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-15 6-18 Technology Roadmap/Wafer Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-16 xiv INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  13. 13. List of Illustrations Figure Title Page 6-19 Typical Access Time Versus Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-17 6-20 Trend of Low-Voltage DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-17 6-21 Low-Voltage EPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-18 6-22 Traditional Memory Architecture Versus Unified Memory Architecture . . . . . . .6-19 6-23 Comparing UMA Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-19 6-24 Bulk CMOS Inverter With pnpn Latch-Up Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-20 7-1 DRAM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-1 7-2 Simplified DRAM Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-2 7-3 DRAM Access Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-2 7-4 Burst and Distributed Refresh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-4 7-5 Physical Dimensions of DRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-5 7-6 Hitachi 64Mbit DRAM Cross Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-5 7-7 IBM/Siemens 64Mbit DRAM Cross Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-6 7-8 Samsung 64Mbit DRAM Cross Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-6 7-9 NEC 64Mbit DRAM Cross Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-6 7-10 DRAM Technology Trend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-7 7-11 Stack Capacitor Structure Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-8 7-12 Capacitor Manufacturing Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-8 7-13 Schematic Cross-Sectional View of CROWN-Type Memory Cell . . . . . . . . . . . . .7-9 7-14 Capacitor Dielectric Constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-9 7-15 Current DRAM Varieties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-10 7-16 Comparison of Dynamic RAM High Speed Access Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-12 7-17 Comparison of Standard DRAM Performances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-12 7-18 Cache DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-13 7-19 Enhanced DRAM (EDRAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-13 7-20 4Mbit SDRAM Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-14 7-21 SDRAM Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-15 7-22 Register Content of a 4Mbit SDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-16 7-23 SDRAM Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-16 7-24 Synchronous Graphic DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-17 7-25 A General Concept of Video Ram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-18 7-26 Window DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-19 7-27 Static and Pseudo Static RAM Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-19 7-28 Typical Rambus Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-20 7-29 Rambus Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-21 7-30 Rambus Channel Swing Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-21 7-31 Rambus Channel Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-21 7-32 64Mbit RDRAM Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-22 7-33 Rambus Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-22 7-34 Physical Organization of a Rambus-Based System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-23 7-35 SyncLink DRAM Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-23 7-36 3D DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-24 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION xv
  14. 14. List of Illustrations Figure Title Page 7-37 Intel/Rambus DRAM Cooperation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-25 7-38 Performance of New Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-25 7-39 Multibank DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-26 7-40 Ferroelectric Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-27 7-41 Hysteresis Curve of FRAM Cell Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-27 7-42 FRAM Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-28 7-43 NEC’s 1Mbit FDRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-28 7-44 DRAM Vendors Support Many Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-29 8-1 Typical PC Microprocessor/Memory Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-1 8-2 Hitachi’s SRAM Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-2 8-3 SRAM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-2 8-4 Read/Write Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-3 8-5 SRAM Data Retention Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-4 8-6 SRAM 4T (Four-Transistor) Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-5 8-7 SRAM 6T (Six-Transistor) Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-6 8-8 1997 ISSCC Fast SRAM Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-6 8-9 TFT (Thin Film Transistor) Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-7 8-10 SRAM TFT Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-7 8-11 Cross Section of a TFT SRAM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-8 8-12 Physical Geometries of SRAMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-9 8-13 Trend of SRAM Cell Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-10 8-14 6T SRAM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-11 8-15 4T SRAM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-11 8-16 Self Aligned Contact (SAC) Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-12 8-17 Overview of SRAM Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-13 8-18 Typical SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-13 8-19 Trend of PC Cache SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-14 8-20 Typical SSRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-14 8-21 SSRAM Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-15 8-22 Pipelined Versus Flow-Through Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-16 8-23 Pipelined Versus Non-Pipelined Timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-16 8-24 SRAM Performance Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-17 8-25 SSRAM Bandwidth Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-17 8-26 Typical Memory System With Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-18 8-27 Block Diagram of Cache-Tag SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-19 8-28 FIFO Memory Solution for File Servers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-19 8-29 Synchronous FIFO Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-20 8-30 Asynchronous FIFO Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-20 8-31 Shared Memory Using 4-Port SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-21 8-32 Block Diagram of a 4-Port DRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-22 8-33 Block Diagram of the Xicor NOVRAM Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-23 8-34 Block Diagram of a Typical BRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8-24 xvi INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  15. 15. List of Illustrations Figure Title Page 9-1 Read Only Memory Schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-1 9-2 ROM Programmed by Channel Implant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-3 9-3 Memory Cell Schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-3 9-4 Double-Poly Structure (EPROM/Flash Memory Cell) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-4 9-5 Cross Section of a Conventional MOS Transistor and a Floating-Gate MOS Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-5 9-6 Electrical Characteristics of an EPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-6 9-7 NOR EPROM Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-7 9-8 Typical 1Mbit EPROM Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-8 9-9 EPROM Feature Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-8 9-10 EEPROM Cell Program/Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-10 9-11 VPP EPROM Versus VPP EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-10 9-12 1Mbit Parallel EEPROM Feature Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-11 9-13 Winbond 1Mbit EEPROM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-11 9-14 Xicor 1Mbit EEPROM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-12 9-15 Hitachi 1Mbit EEPROM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-12 9-16 Xicor 128Kbit Serial EEPROM Functional Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-13 9-17 EEPROM Serial Configuration Feature Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-13 9-18 SGS-Thomson 1Kbit Serial EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-14 9-19 Microchip 16Kbit Serial EEPROM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-14 9-20 Xicor 2Kbit Serial EEPROM Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-15 10-1 AMD EPROM Versus AMD Flash Memory Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-1 10-2 EPROM Versus Flash Cell (AMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-2 10-3 Split Gate Flash Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-2 10-4 Tunnel Window Flash Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-2 10-5 Comparison Between the Different Types of Flash Programming . . . . . . . . . . . .10-3 10-6 Flash Chip and Cell Size Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-4 10-7 SanDisk Flash Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-4 10-8 Comparison of NOR and NAND Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-5 10-9 Toshiba Flash NAND Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-6 10-10 Toshiba’s 32Mbit Flash Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-6 10-11 NOR Versus NAND Access Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-6 10-12 DINOR Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-7 10-13 Flash Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-7 10-14 Flash and DRAM Cell Size Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-8 10-15 Vendors’ Support of Flash Memory Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-8 10-16 Threshold Voltage Distribution for Four States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-9 10-17 Trade-Off of MLC Using Different Flash Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-10 10-18 Flash Target Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-11 10-19 Flash Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-12 10-20 Erased Threshold Voltage Shift for Flash Memory Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-12 10-21 ATA Card Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-13 INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION xvii
  16. 16. List of Illustrations Figure Title Page 10-22 Standards for Small Flash-Memory Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-14 10-23 ATA Versus Linear Flash Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-15 11-1 MPU Versus DRAM Performances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-2 11-2 TI’s 1-V DSP for Wireless Communications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-3 11-3 Key Differences Between Embedded and Stand-Alone Flash Memories . . . . . . .11-3 11-4 Memory Bandwidth Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-4 11-5 Companies Explore DRAM/Logic on Same Chip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-5 11-6 Mitsubishi Multimedia 32-bit RISC Chip Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-5 11-7 DRAM Memory Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-6 11-8 L1 Cache in AMD and Intel MPUs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-7 11-9 Actel’s 3200DX FPGA Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-8 11-10 L1 SRAM Cache Cell Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-8 11-11 9 Transistor SRAM Cell (IBM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-9 11-12 9 Transistor Design Cell (Philips) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-9 11-13 Comparison of IDT’s Stand-Alone and Embedded SRAM Cells . . . . . . . . . . . . .11-9 11-14 Top View of IDT’s SRAM Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-10 11-15 Schematic of High-Speed 2T EPROM Cell With Separate Read and Write Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-11 11-16 PZ5032 CPLD EEPROM From Philips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-12 11-17 Lattice’s Embedded EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-13 11-18 Embedded Non-Volatile Memory Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-13 11-19 Embedded Flash Memory Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-14 11-20 Advantages and Disadvantages of Flash Memory Cell Gate Structures . . . . . . .11-15 11-21 Smartcard Chip Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11-15 xviii INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION
  17. 17. NOMENCLATURE Except where noted, ICE uses the following nomenclature throughout MEMORY 1997. Gbit Gigabit (Billions of bits) Kbit Kilobit (Thousands of bits) KByte Kilobyte (Thousands of bytes) Mbit Megabit (Millions of bits) MByte Megabyte (Millions of bytes) MHz MegaHertz (Millions of Hertz or millions of cycles per second) V Voltage Vcc Operating Voltage Vpp Programming Voltage fF femtoFarad (10-15 Farad) mm Millimeter ms Millisecond ns Nanosecond µm Micron INTEGRATED CIRCUIT ENGINEERING CORPORATION xix

×