MRAM在28nm CMOS制程處于領(lǐng)先位置

　　在28nm晶片制程節(jié)點(diǎn)的嵌入式非揮發(fā)性記憶體競(jìng)賽上，自旋力矩轉(zhuǎn)移磁阻式隨機(jī)存取記憶體(STT-MRAM)正居于領(lǐng)先的位置。

　　比利時(shí)研究機(jī)構(gòu)IMEC記憶體部門總監(jiān)Arnaud Furnemont指出，雖然電阻式隨機(jī)存取記憶體(ReRAM)和相變記憶體(PCM)等其他類型的記憶器也都有其支持者，但這些記憶體都存在著微縮的問(wèn)題，而難以因應(yīng)28nm CMOS制程的要求。

　　28nm平面CMOS節(jié)點(diǎn)可望具有更長(zhǎng)的壽命，以因應(yīng)更多的“超越摩爾定律”(More-than-Moore)的發(fā)展，但要達(dá)到這一理想，必須選擇非揮發(fā)性記憶體，畢竟，快閃記憶體并不能有效地微縮。

　　目前有大量的材料系統(tǒng)正競(jìng)相成為ReRAM的基礎(chǔ)，但其中大部份都是以導(dǎo)體交叉點(diǎn)的導(dǎo)電絲形成與斷裂為基礎(chǔ)。其中，至少在實(shí)現(xiàn)大型陣列以因應(yīng)獨(dú)立式記憶體導(dǎo)線絲ReRAM無(wú)法微縮時(shí)可能就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。Furnemont表示：“由于你總是使用單導(dǎo)線絲，而它需要大約100mA才足以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定度。因此，當(dāng)你微縮交叉點(diǎn)時(shí)，功耗并不會(huì)降低。”

　　雖然在材料系統(tǒng)之間的確切電流各不相同，然而，隨著陣列尺寸增加，功耗也會(huì)隨著陣列中的位元單位數(shù)增加而提高。

　　IMEC深入研究了氧化鉿和氧化鉭ReRAM。Furnemont指出，ReRAM可望在20nm實(shí)現(xiàn)，但由于無(wú)法微縮而需要進(jìn)行昂貴的工程，因而可能只適用于單一節(jié)點(diǎn)。“或許可用于嵌入式系統(tǒng)，但并不適用于獨(dú)立式記憶體，”Furnemont表示。

　　PCM則可作為仍圍繞原始導(dǎo)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(dǎo)相變。材料體積的大小與電流似乎可微縮使其成為更有發(fā)展前景的選項(xiàng);Furnemont甚至認(rèn)為它有機(jī)會(huì)微縮至10nm。

　　Furnemont更看好MRAM在28nm上的應(yīng)用，一部份原因在其其更具有經(jīng)濟(jì)效益;因?yàn)樗梢灾欢嘤?個(gè)光罩來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，它還相容于CMOS電壓機(jī)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(guò)電晶體驅(qū)動(dòng)，使其能以“自由區(qū)域”(area-free)加以建置。

　　“Everspin目前正出貨平面STT-MRAM。而接下來(lái)將會(huì)朝向垂直記憶體的發(fā)展趨勢(shì)，”Furnemont表示。Globalfoundries目前正為Everspin進(jìn)行代工。