能耗遠(yuǎn)低于 DRAM，英特爾已悄悄在產(chǎn)品中采用MRAM技術(shù)？

在第 64 屆國(guó)際電子器件會(huì)議 (IEDM) 上，全球兩大半導(dǎo)體龍頭英特爾及三星展示嵌入式 MRAM 在邏輯芯片制造工藝中的新技術(shù)。

MRAM (Magnetic Random Access Memory，磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ))，是一種非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，從 1990 年代開始發(fā)展。此技術(shù)速度接近靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)的高速讀取寫入能力，具有閃存的非揮發(fā)性，容量密度及使用壽命不輸 DRAM，但平均能耗遠(yuǎn)低于 DRAM，而且基本上可以無(wú)限次地重復(fù)寫入。

英特爾曾表示其嵌入式 MRAM 技術(shù)可在200℃下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá) 10 年的記憶期，并可在超過 106 個(gè)開關(guān)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)持久性。并且英特爾在其 22 FFL 工藝中，描述 STT-MRAM (基于 MRAM 的自旋轉(zhuǎn)移力矩) 非易失性存儲(chǔ)的關(guān)鍵特性。英特爾稱之其為“首款基于 FinFET 的 MRAM 技術(shù)”。

這項(xiàng)技術(shù)可相當(dāng)于“生產(chǎn)準(zhǔn)備就緒”的階段，英特爾并沒有向任何代工客戶透露該流程資訊，但從多個(gè)訊息源來看，目前正在出貨的商品中已經(jīng)采用這項(xiàng)技術(shù)。

至于三星也稱其 8Mb MRAM 的續(xù)航能力為 106 次，記憶期為 10 年。而三星技術(shù)最初將用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。三星研發(fā)中心首席工程師 Yoon Jong Song 表示，在將其用于汽車和工業(yè)應(yīng)用之前，可靠性必須提高。三星已成功將技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到工廠，并將在不久的將來商用化。

三星并在 28nm FDSOI 平臺(tái)上宣稱，在可擴(kuò)展性、形狀依賴性、磁性可擴(kuò)展性等方面來衡量，STT-MRAM 目前被認(rèn)為是最好的 MRAM 技術(shù)。

圖: grand view research

隨著存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)朝向更小的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)變，在技術(shù)上面臨著嚴(yán)峻的可擴(kuò)充性挑戰(zhàn)。MRAM 除了被視為能夠取代傳統(tǒng)存儲(chǔ)芯片 DRAM 和 NAND 的候選人，還被視為一項(xiàng)充滿吸引力的嵌入式技術(shù)，可以替代閃存和嵌入式 SRAM。

主要在于它具有快速讀取寫入時(shí)間，高耐用性和優(yōu)秀的保留性。嵌入式 MRAM 被認(rèn)為特別適用于例如物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備之類的應(yīng)用，也趕搭上 5G 世代的列車。

隨著制造成本下降以及其他存儲(chǔ)技術(shù)面臨可擴(kuò)展性挑戰(zhàn)，嵌入式 MRAM 正獲得更多消費(fèi)性產(chǎn)品的關(guān)注。重要的是，隨著新工藝技術(shù)的發(fā)展，SRAM 單元的尺寸不會(huì)隨著剩余的工藝而縮小，從這點(diǎn)來看，MRAM 變得越來越有吸引力。