近期，在28nm晶片制程節點的嵌入式非揮發性記憶體比賽上，自旋力矩轉移磁阻式隨機存取記憶體(STT-MRAM)名列前茅。

 

　　比利時研究機構IMEC記憶體部門負責人指出，盡管相變記憶體(PCM)等其他類型的記憶器和電阻式隨機存取記憶體(ReRAM)都有一部分支持者，但這些記憶體都存在著微縮的難題，因此還不能達到28nm CMOS制程的要求。

 

　　28nm平面CMOS節點也許能增加更長壽命，用以適應“超越摩爾定律”(More-than-Moore)的發展，但要想要達到這個目標，有必要選擇使用非揮發性記憶體，因為快閃記憶體還是不能有效地微縮。

 

　　目前有大量的材料系統正競相成為ReRAM的基礎，但其中大部份都是以導體交叉點的導電絲形成與斷裂為基礎。其中，至少在實現大型陣列以因應獨立式記憶體導線絲ReRAM無法微縮時可能就會出現問題。IMEC記憶體部門負責人表示：“由于經常使用單導線絲，而它需要大約100mA才足以實現穩定度。因此，當你微縮交叉點時，功耗還是沒有降低。

 

　　盡管在材料系統之間的確切電流都各不相同，但是，隨著陣列尺寸增加，功耗也會隨著陣列中的位元單位數增加而提高。

 

　　IMEC深入研究了氧化鉿和氧化鉭ReRAM。負責人指出，ReRAM可望在20nm實現，但因為無法微縮而需要進行昂貴的工程，因此可能只適用于單一節點。“或許可用于嵌入式系統，但并不適用于獨立式記憶體，”負責人如是說。

 

　　PCM則可作為仍圍繞原始導電絲周圍形成的記憶體替代方案，但這涉及了材料體積的熱導相變。材料體積的大小與電流似乎可微縮使其成為更有發展前景的選項;Furnemont甚至認為它有機會微縮至10nm。
 

                

                                                                                                                                          （ everspin mram 產品介紹）

 

　　負責人更看好MRAM在28nm上的應用，一部份原因其經濟效益會更大;因為它可以只多用3個光罩來實現。此外，它還相容于CMOS電壓機制，而且不需要任何的電荷泵。

 

　　雖然MRAM基本上可在線路的后端加以打造，但必須透過電晶體驅動，使其能以“自由區域”(area-free)加以建置。

 

        Everspin目前正出貨平面STT-MRAM。而接下來將會朝向垂直記憶體的發展趨勢，Globalfoundries目前正為Everspin進行代工。
 

本文關鍵詞：MRAM   STT-MRAM  28nm MRAM       相關文章：商業、技術雙重挑戰下DRAM未來將駛向何方？

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