新一代MRAM放眼更广泛应用

在MRAM这类内存写入时，组件的穿隧氧化层会承受的庞大电压，使得数据的保存、写入耐久性，以及写入速度三者往往不可兼得，必须有所权衡。这意味着即使STT MRAM技术已经接近成熟，其受到的限制仍让它无法满足高速 RAM应用必须兼具高速写入、无限耐久性，以及可接受的数据保存能力之需求。
 
STT-MRAM是一种高级类型的MRAM设备。与常规设备相比，STT-MRAM 可实现更高的密度、低功耗和更低的成本。STT-MRAM 相对于 Toggle MRAM 的主要优势是能够扩展 STT-MRAM 芯片以更低的成本实现更高的密度。
 
SOT是一种自旋电子效应，可望克服STT-MRAM和前几代MRAM技术遭遇的限制，而且不需要大幅度改变制程。SOT-MRAM藉由完全免除写入过程中穿隧氧化层上的高电压，解决了MRAM的三难困境，并让组件在本质上具备无限耐久性。
 
目前的技术限制让MRAM只能作为嵌入式闪存的替代品，因为遭遇保存性、速度和耐久性无法兼得的三难困境，克服该限制之后，开启了让MRAM替换各种替换现有内存的可能性，包含前一代MRAM无法着墨的高速应用闪存与SRAM等。
 
SOT-MRAM的另一个固有优势是免除了数据保存时的漏电流问题，也不会受到电离辐射对数据的干扰；两者都是SRAM会有的严重问题。由于写入速度非常高，SOT-MRAM写入时的耗能也可望比STT-MRAM低许多，这是系统效能上的一个大跃进。
 
SOT与现今的STT-MRAM相同，以自旋转移效应为基础，但不需要磁性层让电流自旋极化。自旋源自于SOT层材料晶格的自旋轨道互动。
 
SOT-MRAM前景看好的用途，是边缘装置中的人工智能(AI)；这类装置大多采用冯纽曼(von Neumann)架构，使用大量的芯片外(off-chip)内存。而芯片内(on-chip)的SOT-MRAM可以像闪存/工作内存一样运作，其速度和耐久性是关键，同时功率也必须要低。
 
微控制器架构也可以从SOT-MRAM受益。目前独立闪存的“控制储存”(control store)功能区块和SRAM区块架构，类似于在书架上不断地重新排列书籍以容纳新书。不停交换书架上的书要花很多时间和能量，而那正是微控制器内部运作的方式。
 
由于SOT-MRAM可以同时实现类似于嵌入式闪存的资料保存能力，而且主存储器的读写周期时间在10ns以内，因此它可以使用单个“就地执行”区块，进而在功率、性能以及成本上有显著改善。
 
现今的STT MRAM技术与SOT与类似，是以自旋转移效应为基础，但不需要磁性层来让电流自旋极化。自旋源自于SOT层材料晶格的自旋轨道互动。这让那些已经在生产MRAM的主要晶圆代工业者可以直接将SOT做为现有MRAM技术的延展，不需要再向市场宣传得花费数亿美元导入新工具和原料。


关键词：MRAM,STT-MRAM 宇芯有限公司自成立以来，我们专注于代理国内外各大知名品牌的半导体元器件，代理品牌有NETSOL、JSC、everspin代理、来杨Lyontek、ISSI、CYPRESS，VTI等多个品牌总代理资质，主要产品线为sram、mram、psram等其他存储器芯片，致力于为客户提供具有竞争优势的产品，是一家专业提供存储方案解决商。