imec鐵電記憶體研究創新提供新一代解決方案 滿足AI時代資料需求
前言：
AI工作負載正驅動著記憶體容量急遽增加，imec探索鐵電記憶體技術，以應對傳統DRAM在成本和記憶體密度方面的限制。
2026年6月17日--於本周2026年IEEE/JSAP超大規模積體電路（VLSI）技術與電路研討會上，比利時微電子研究中心（imec）發表了有關鐵電記憶體研究的兩大進展，鎖定鐵電電容器與鐵電場效電晶體（FET）這兩者作為實現低電壓運作和高密度記憶體整合的潛力方案。AI工作負載持續帶給記憶體系統前所未有的運作壓力，鐵電記憶體因此越來越受到重視，以提供更高容量、更高頻寬與更佳能源效率，並維持可延續發展的成本。DRAM與SRAM等傳統記憶體技術越來越難以擴展規模，鐵電記憶體方法因為可以結合低電壓運作，並提供邁向更高密度3D整合的技術途徑，漸漸成為具備潛力的技術方案。在此背景下，imec正在發表兩種互補的技術進展：低電壓鐵電電容器，可支援類似於DRAM的未來記憶體，以及垂直堆疊的鐵電場效電晶體（FeFET），用來發展新一代AI系統應用的緊湊型高密度記憶體結構。
結果顯示，鐵電電容器可以透過鐵電層微縮技術，實現低電壓（約1.3V）運作，同時維持高殘留極化量（>40μC/cm²）與耐久性（≥10¹³重複讀寫次數），這些性能對於類似於DRAM的記憶體應用來說是關鍵規格。在另一項展示中，imec進一步採用垂直堆疊且基於氧化銦鎵鋅（IGZO）的鐵電場效電晶體（FeFET）來設計具備高密度的3D鐵電記憶體。該研究首次展示包含五條字元線的FeFET垂直堆疊記憶體單元功能元件，藉由堆疊元件來增加儲存密度。透過導入雙閘極配置，並搭配晶背閘極，imec提升了資料抹除效率，而這正是FeFET技術的主要挑戰。這項有關元件結構的創新技術突顯了氧化物半導體型的FeFET在未來高密度記憶體方面的應用潛力。
imec的跨領域研究方法透過共享材料、整合技術以及邁向可擴展3D鐵電記憶體的共同願景，促成了此次展示的元件概念。上述的兩項技術方法採用相似的鐵電材料堆疊，而從電容器界面工程和規模化技術獲得的研究洞見可以直接用來改良FeFET元件。同時，這些用於FeFET堆疊技術所展示的先進3D整合技術，也為部署高密度3D鐵電電容器陣列提供發展途徑。鐵電電容器與鐵電場效電晶體（FeFET）這兩種記憶體構件提供獨特的技術優勢，各自的開發洞見還能互為引導，共同實現進一步改良。
這些技術進步出現在半導體業發展的關鍵時刻。當DRAM與SRAM等記憶體技術趨近各自的規模化極限，加上由AI驅動的工作負載需要呈現指數級增長的記憶體容量，對新興記憶體概念的需求因此越來越迫切。此次展示的鐵電電容器低電壓運作為高能源效率記憶體概念提供支援，而垂直堆疊的FeFET為緊湊型高密度資料儲存提供發展條件，適用於嵌入式與新一代運算架構。結合這兩者，這些創新技術提供相輔相成的技術路徑，以應對未來資料密集系統的性能和成本挑戰。
imec研究計畫主持人Maarten Rosmeulen表示：「這項研究顯示了imec的跨領域專業如何協助我們解決有關記憶體技術的緊迫挑戰，範圍包含從材料科學到先進的3D整合技術。我們正在探索幾種開發記憶體解決方案的技術路徑。為了維持AI與資料密集應用高速成長，未來勢必需要這些方案。」
展望未來，imec將持續調整這兩項元件概念，同時處理有關FeFET的耐久性和資料抹除性能等未解挑戰，並進一步推動鐵電電容器降低電壓及提升可靠度。未來研究會聚焦這些技術的系統級評估、全面整合式3D記憶體架構的開發，以及改良關鍵的性能指標，以推動這些技術概念的實際應用。雖然還在研究階段，但這些成果象徵著新一代記憶體技術開發的重要進展，這些技術可望重塑AI時代的資料存取方式。
比利時微電子研究中心（imec）簡介
比利時微電子研究中心是在先進半導體科技領域的領先研究與創新中心。 imec憑藉其先進的研發設備及6500多名員工的專業知識與經驗，在半導體與系統微縮、人工智慧、矽光子、連接與感測技術方面驅動創新。
imec的前瞻研究驅動著眾多不同的產業取得突破，包含運算、健康衛生、汽車、能源、資訊娛樂、工業、農業食品與安全產業。透過IC-Link商用客製晶片服務，imec引導企業走過晶片開發的每個步驟—從初始概念到全面製造，提供為滿足最先進設計與生產需求而專門設計的客製化解決方案。
imec與半導體價值鏈內的全球領先大廠，以及比利時法蘭德斯地區和世界各地的科技公司、新創、學術界、研究機構建立合作。imec總部位於比利時魯汶，在比利時、歐洲、美國和海灣合作委員會地區設有研發中心，並在三大洲設有分公司。 Imec 2025年營收達12億歐元。。
imec集團持有國際商標組合，包含文字商標及組合圖形註冊與未註冊商標，橫跨國家、區域與國際領域。其合法使用需遵照IMEC品牌準則，事先取得imec書面同意；該準則可能定期更新。最新版本可應書面要求取得。
