用于存储器内运算的存储器装置的制作方法

本公开关于一种半导体装置，特别有关于一种用于存储器内运算(in-memorycomputing，imc)的存储器装置。

背景技术：

1、随着半导体技术的演进，常使用存储器装置执行存储器内运算(in-memorycomputing，imc)。并且，随着人工智能技术的演进，存储器装置执行的存储器内运算常包括乘积运算(product operation)及加总运算(sum operation)，并且结合乘积运算与加总运算以执行乘积总和(sum of product)运算。

2、传统上，用于执行乘积运算与加总运算的存储器装置常使用电流加总的电路架构，以电压作为运算存储单元的输入并以电流作为运算存储单元的输出，以电流的总和表示总输出值。然而，电流加总的电路架构必须处理每个运算存储单元的电流输出并且加总电流，导致电流加总的电路架构具有较高的电路复杂度以及较大的功耗。

3、因此，需对于存储器装置的电路架构进行改良，采用电压加总或电阻值加总的电路架构，以电压作为运算存储单元的输出。期能降低电路复杂度及功耗，并能够支持不同类型的乘积总和运算及逻辑运算。

技术实现思路

1、根据本公开的一方面，提供一种存储器装置，包括多个运算存储单元。各运算存储单元储存权重值、接收输入值且产生输出值。各运算存储单元包括晶体管。晶体管连接于位线及字线，晶体管经由位线接收感测电流且经由字线接收输入电压。当感测电流流过晶体管时，运算存储单元产生第一电压差。输入电压对应于输入值，第一电压差对应于输出值，输出值相等于输入值与权重值的乘积。

2、根据本公开的另一方面，提供一种存储器装置，包括多个运算存储单元。各运算存储单元储存权重值、接收输入值且产生输出值。各运算存储单元包括第一开关元件、第二开关元件、第一电阻及第二电阻。第一开关元件接收感测电流及第一输入信号，第一输入信号相关于输入值。第一电阻串联连接于第一开关元件，因应于第一输入信号，第一电阻经由第一开关元件选择性的接收感测电流。第二开关元件接收感测电流及一第二输入信号，第二输入信号相关于输入值。第二电阻串联连接于第二开关元件，因应于第二输入信号，第二电阻经由第二开关元件选择性的接收感测电流。当感测电流流过第一电阻时，运算存储单元产生一第一电压差或一第二电压差，当该感测电流流过该第二电阻时，该运算存储单元产生该第一电压差或该第二电压差，第一电压差及第二电压差对应于输出值，输出值相等于输入值与权重值的乘积，或输出值相等于输入值与权重值的逻辑运算的结果。

3、根据本公开的又一方面，提供一种存储器装置，包括多个运算存储单元。各运算存储单元储存权重值、接收第一输入值及第二输入值、且产生输出值，各运算存储单元包括以下元件。一第一组开关元件，因应于一第一输入信号及一第二输入信号而开启或关闭。一第一电阻，串联连接于该第一组开关元件，并经由该第一组开关元件选择性的接收一感测电流。一第二组开关元件，因应于一第三输入信号及一第四输入信号而开启或关闭。一第二电阻，串联连接于该第二组开关元件，并经由该第二组开关元件选择性的接收该感测电流。一第三组开关元件，因应于该第一输入信号及该第四输入信号而开启或关闭。一第三电阻，串联连接于该第三组开关元件，并经由该第三组开关元件选择性的接收该感测电流。一第四组开关元件，因应于该第三输入信号及该第二输入信号而开启或关闭。一第四电阻，串联连接于该第四组开关元件，并经由该第四组开关元件选择性的接收该感测电流。其中，该第一输入信号与该第三输入信号相关于该第一输入值，该第二输入信号与该第四输入信号相关于该第二输入值，当该感测电流流过该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻或该第四电阻时，该运算存储单元至少产生一第一电压差与一第二电压差，该第一电压差与该第二电压差对应于该输出值，该输出值相等于该第一输入值与该第二输入值的一逻辑运算的一结果。

4、根据本公开的又一方面，提供一种存储器装置，包括多个运算存储单元。各运算存储单元储存权重值、接收输入值且产生输出值。各运算存储单元包括多工复用器及多个电阻。多工复用器接收感测电流及多个输入信号，这些输入信号相关于输入值。多个电阻连接于多工复用器，因应于这些输入信号，这些电阻经由多工复用器选择性的接收感测电流。当感测电流流过这些电阻的其中一者时，运算存储单元至少产生第一电压差或第二电压差，第一电压差及第二电压差对应于输出值，输出值相等于输入值与权重值的乘积。

5、通过阅读附图、详细说明以及权利要求书，可见本公开的其他方面以及优点。

技术特征：

1.一存储器装置，包括：

2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中：

3.根据权利要求2所述的存储器装置，其中：

4.根据权利要求3所述的存储器装置，其中该晶体管具有一等效电阻值，当该晶体管处于该开启状态时，该第一电压差大致相等于该感测电流的一电流值与该晶体管的该等效电阻值的一乘积。

5.根据权利要求4所述的存储器装置，其中各该运算存储单元具有一等效电阻值，共同连接于该位线的这些运算存储单元各自的该等效电阻值的总和对应于这些运算存储单元各自的该输入值与该权重值的该乘积的总和。

6.根据权利要求5所述的存储器装置，其中各该运算存储单元还包括：

7.根据权利要求6所述的存储器装置，其中当该输入电压具有一第二输入电压值时，该晶体管处于该开启状态，该感测电流流过该晶体管，该运算存储单元产生该第一电压差；

8.根据权利要求5所述的存储器装置，其中各该运算存储单元更包括：

9.根据权利要求8所述的存储器装置，其中当该输入电压具有一第二输入电压值时，该晶体管处于该开启状态，该感测电流流过该晶体管，该运算存储单元产生该第一电压差；

10.一存储器装置，包括：

11.根据权利要求10所述的存储器装置，其中，因应于该权重值，该第一电阻调整为具有一第一电阻值或一第二电阻值，该第二电阻调整为具有该第一电阻值或该第二电阻值，该第一电阻值小于该第二电阻值。

12.根据权利要求11所述的存储器装置，其中：

13.根据权利要求11所述的存储器装置，其中：

14.一存储器装置，包括：

15.根据权利要求14所述的存储器装置，其中，因应于该权重值，该第一电阻、该第二电阻、该第三电阻及该第四电阻至少调整为具有一第一电阻值或一第二电阻值，该第一电阻值小于该第二电阻值，该第一电阻值对应于该第一电压差，该第二电阻值对应于该第二电压差。

16.根据权利要求15所述的存储器装置，其中，当该第二电阻、该第三电阻与该第四电阻具有相等的电阻值时，该第二电阻、该第三电阻与该第四电阻整合为一等效电阻，且该第二组开关元件、该第三组开关元件与该第四组开关元件共同连接于该等效电阻。

17.根据权利要求15所述的存储器装置，其中：

18.一存储器装置，包括：

19.根据权利要求18所述的存储器装置，其中，因应于该权重值，这些电阻至少调整为具有一第一电阻值或一第二电阻值，该第一电阻值小于该第二电阻值，该第一电阻值对应于该第一电压差，该第二电阻值对应于该第二电压差。

技术总结本公开提供了一种用于存储器内运算的存储器装置，包括多个运算存储单元。各运算存储单元储存权重值、接收输入值且产生输出值。各运算存储单元包括晶体管。晶体管连接于位线及字线，晶体管经由位线接收感测电流且经由字线接收输入电压。当感测电流流过晶体管时，运算存储单元产生第一电压差。输入电压对应于输入值，第一电压差对应于输出值，输出值相等于输入值与权重值的乘积。技术研发人员：林昱佑,李峯旻,李明修受保护的技术使用者：旺宏电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/25