三星、英特尔展示MRAM存储器新技术

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随着制造成本下降以及其他存储器技术面临可扩展性挑战,嵌入式MRAM正在获得更多考虑。“重要的是,随着新工艺技术的发展,SRAM单元的尺寸不会随着剩余的工艺而缩小,从这点来看,MRAM变得越来越有吸引力,”Handy说。

在第64届国际电子器件会议(IEDM)上,全球两大半导体巨头展示了嵌入式MRAM在逻辑芯片制造工艺中的新技术。MRAM(Magnetic Random Access Memory),它是一种非易失性的磁性随机存储器。拥有静态随机存储器(SRAM)的高速读取写入能力,以及动态随机存储器(DRAM)的高集成度,而且基本上可以无限次地重复写入。

英特尔(Intel)在其22 FFL工艺中描述了STT-MRAM(基于MRAM的自旋转移力矩)非易失性存储器的关键特性。英特尔称其为“首款基于FinFET的MRAM技术”。

这项技可以理解为一个“生产准备就绪”的阶段,英特尔也没有向任何代工客户透露该流程信息,但从多个消息源来看,目前正在运输出货的商品已经采用了这项技术。

与此同时,三星(Samsung)在28nm FDSOI平台上描述了STT-MRAM。在可扩展性、形状依赖性、磁性可扩展性等方面来衡量,STT-MRAM目前被认为是最好的MRAM技术。

MRAM技术自20世纪90年代以来一直在发展,但尚未取得广泛的商业成功。三星研发中心首席工程师,公司IEDM论文的主要作者Yoon Jong Song表示:“我认为现在是时候,该展示一下我们在制造化和商业化方面的成果了。”

随着行业向更小的节点转变,在技术上面临着严峻的可扩展性挑战。MRAM除了被视为能够取代传统存储器芯片DRAM和NAND的候选者,还被视为一项充满吸引力的嵌入式技术,可以替代闪存和嵌入式SRAM。

因为它具有快速读取写入时间,高耐用性和强保留性。嵌入式MRAM被认为特别适用于例如物联网(IoT)设备之类的应用。

电子显微镜图像显示了MTJ阵列的横截面,该阵列嵌入在英特尔22nm FinFET逻辑工艺中的金属2和金属4之间。(source:IEDM/Intel)

随着制造成本下降以及其他存储器技术面临可扩展性挑战,嵌入式MRAM正在获得更多考虑。“重要的是,随着新工艺技术的发展,SRAM单元的尺寸不会随着剩余的工艺而缩小,从这点来看,MRAM变得越来越有吸引力,”Handy说。

在其论文中,英特尔表示其嵌入式MRAM技术可在200摄氏度下实现长达10年的记忆期,并可在超过106个开关周期内实现持久性。该技术使用216mm×225mm 1T-1R存储单元。

与此同时,三星也称其8Mb MRAM的续航能力为106次,记忆期为10年。

Song表示,三星技术最初将用于物联网应用。他说,在将其用于汽车和工业应用之前,可靠性必须提高。“我们已成功将技术从实验室转移到工厂,并将在不久的将来将其推向市场”。

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