MRAM在28nm CMOS制程進(jìn)展良好
2017-08-03 16:44:01
近期，在28nm晶片制程節(jié)點的嵌入式非揮發(fā)性記憶體比賽上，自旋力矩轉(zhuǎn)移磁阻式隨機(jī)存取記憶體(
STT-MRAM)名列前茅。
比利時研究機(jī)構(gòu)IMEC記憶體部門負(fù)責(zé)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(jī)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(dá)到28nm CMOS制程的要求。
28nm平面CMOS節(jié)點也許能增加更長壽命，用以適應(yīng)“超越摩爾定律”(More-than-Moore)的發(fā)展，但要想要達(dá)到這個目標(biāo)，有必要選擇使用非揮發(fā)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(tǒng)正競相成為
ReRAM的基礎(chǔ)，但其中大部份都是以導(dǎo)體交叉點的導(dǎo)電絲形成與斷裂為基礎(chǔ)。其中，至少在實現(xiàn)大型陣列以因應(yīng)獨立式記憶體導(dǎo)線絲ReRAM無法微縮時可能就會出現(xiàn)問題。IMEC記憶體部門負(fù)責(zé)人表示：“由于經(jīng)常使用單導(dǎo)線絲，而它需要大約100mA才足以實現(xiàn)穩(wěn)定度。因此，當(dāng)你微縮交叉點時，功耗還是沒有降低。
盡管在材料系統(tǒng)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(shù)增加而提高。
IMEC深入研究了氧化鉿和氧化鉭ReRAM。負(fù)責(zé)人指出，ReRAM可望在20nm實現(xiàn)，但因為無法微縮而需要進(jìn)行昂貴的工程，因此可能只適用于單一節(jié)點。“或許可用于嵌入式系統(tǒng)，但并不適用于獨立式記憶體，”負(fù)責(zé)人如是說。
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;Furnemont甚至認(rèn)為它有機(jī)會微縮至10nm。
（ everspin mram 產(chǎn)品介紹）
負(fù)責(zé)人更看好
MRAM在28nm上的應(yīng)用，一部份原因其經(jīng)濟(jì)效益會更大;因為它可以只多用3個光罩來實現(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，但必須透過電晶體驅(qū)動，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。而接下來將會朝向垂直記憶體的發(fā)展趨勢，Globalfoundries目前正為Everspin進(jìn)行代工。
