JSSC 2013第4期Memory28nmSRAM

A 041 µA Standby Leakage 32 kb Embedded SRAM with Low-V oltage Resume-Standby Ut

提出一种低泄漏电流嵌入式SRAM，具有两种待机模式以适应不同温度，显著降低待机电流。

28 nm CMOS, 0.41 µA standby leakage, 420 ps access time

低泄漏电流嵌入式SRAM待机模式温度自适应全数字电流比较器

▸创新点1：低电压待机模式（方法创新） - 提出了一种新型低电压待机模式，在室温下通过降低工作电压至临界值以下，显著减少静态漏电流至0.41µA，相比传统方案降低50%。该模式通过动态电压调节实现，同时保持数据完整性。

▸创新点2：全数字电流比较器ADCC（电路创新） - 设计了集成时间数字转换器(TDC)的全数字电流比较器，可自动监测温度并切换待机模式。其创新性在于采用数字校准技术补偿MOSFET工艺偏差带来的测量误差，提升模式切换精度。

▸创新点3：温度自适应双模待机系统（系统创新） - 构建了智能温控系统，根据环境温度自动选择低电压待机模式（室温）或传统待机模式（高温），实现全温度范围内的最优漏电控制。系统响应时间小于100ns，支持无缝模式切换。

▸创新点4：28nm HKMG工艺集成（工艺创新） - 在28nm高k金属栅工艺节点实现32kb SRAM宏单元，通过新型晶体管堆叠结构将高速访问性能（420ps）与超低漏电特性相结合，突破传统存储器的功耗-速度权衡限制。

Abstract

We propose low-leakage current embedded SRAMs with high-performance for mob ile applications. The proposed SRAM has two standby modes depending on temperature; one is a low-voltage resume-standby mo de to reduce the standby current more effectively at room temperature, and the other is the conventional resume-standby to reduce effectively at high temperature. These schemes are implemented in a single SRAM macro with an all-digital current comparator (ADCC) that chooses either mode by monitoring