Everspin 1Gb STT-MRAM存储器件有着怎样的特点?

Everspin 近日宣布,其已开始试生产最新的 1Gb STT-MRAM(自旋转移力矩磁阻)非易失性随机存取器。去年 12 月的时候,其已发布了首批预生产样品。新 MRAM 器件采用格罗方德(GlobalFoundries)的 28nm 工艺制造,与当前的 40nm 256Mb 器件相比,其在密度和容量方面有了重大的进步。

预计今年下半年的时候,其产能会开始增加。(题图 via AnandTech)新器件提供了 8 / 16-bit 的 DDR4-1333 MT/s(667MHz)接口,但与较旧的基于 DDR3 的 MRAM 组件一样,时序上的差异使得其难以成为 DRAM(动态随机存取器)的直接替代品。低容量的特性,使得 MRAM 组件更适用于嵌入式系统,其中 SoC 和 ASIC 可更容易地设计兼容的 DDR 控制器。

据悉,最新的 1Gb 容量 STT-MRAM 扩大了 MRAM 的吸引力,但 Everspin 仍需努力追赶 DRAM 的存储密度。当然,我们并不指望 MRAM 专用存储设备可以迅速在市面上普及(SSD 或 NVDIMM)。毕竟市面上的混合型 SSD,仍依赖于 NAND 闪存作为主要存储介质。目前行业内已通过 MRAM 来部分替代 DRAM,比如 IBM 就在去年推出了 FlashCore 模块,以及希捷在 FMS 2017 上展示的原型。

需要指出的是,尽管 Everspin 不是唯一一家致力于 MRAM 技术的公司,但它们却是分立式 MRAM 器件的唯一供应商。作为与格罗方德合作生产的第二款分立型 MRAM 器件,他们还在 GloFo 的 22nm FD-SOI 工艺路线图中嵌入了 MRAM 。鉴于该工厂取消了 7nm 和更低制程的计划,包括嵌入式内存在内的特殊工艺对其未来显然至关重要。

格罗方德宣布用LP制程量产MRAM芯片,可为Everspin带来哪些益处?

格罗方德与 Everspin 宣布:两家公司已将联合开发的自旋转矩(STT-MRAM)器件的制造,扩展至 12 nm FinFET 平台(简称 12LP)。通过这项合作,格罗方德能够利用已被广泛采用的 12nm 工艺来生产单独的 MRAM 芯片、或将之嵌入其它通过 12LP 技术制造的产品。据悉,两家公司的合作历史相当悠久,最早可追溯到 40nm 的量产工艺,然后扩展到 28nm HKMG 和 22nm FD-SOI(22FDX)。

如今,格罗方德已能够制造嵌入式的非容失性磁性随机存储器(eMRAM)。而 Everspin 单独的 256 Mb 和 1 Gb MRAM 器件,亦可通过 40 nm 和 28 nm 工艺量产制造。通过将 STT-MRAM 缩小至 12 nm 制程,有助于双方进一步拉低 1 Gb 芯片成本。以经济高效的方式,生产更高容量的设备。

尽管现有的 MRAM 芯片无法提供巨大的容量,但其在特定领域的应用仍相当受欢迎。Everspin 表示,该公司已向超过 1000 个客户出货 1.25 亿个单独的 MRAM 芯片。此外,引用该公司的一份报告:到 2029 年,单独的 MRAM 器件销售额将达到 40 亿美元。随着对大容量 MRAM 产品需求的不断扩展,未来还需要用到更先进的工艺。

格罗方德在其 12LP 平台(包括 12LP )中增加了对 eMRAM 的支持,可极大地提升该制程节点的竞争地位,尤其是未来几年发布的主控 / 微控制器应用领域。比如,群联(Phison)和华澜微电子(Sage)即将推出的一些企业级 SSD 主控,就会采用 Everspin 的 eMRAM 方案,而不是单独使用该器件。

eMARM 有望取代当前普遍采用的嵌入式闪存(eFlash),以克服 NAND 存在的耐久度和性能等问题。作为一种磁性存储元器件,MRAM 能够感测由薄壁隔开的两个铁磁膜的各向异性。由于不使用电荷或电流,其能够在现代制程节点的帮助下,实现更优秀的性能和耐久度。尽管 eMRAM 仍有其局限性,但在其它技术出现之前,这种兼顾静态(SRAM)和动态(DRAM)随机存储器特性的高度集成产品,仍然能够在未来几年内被各个厂商欣然应用于诸多设备。


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