MRAM主导28nm CMOS制程

MRAM主导28nm CMOS制程

　　在28nm晶片制程节点的嵌入式非挥发性记忆体竞赛上，自旋力矩转移磁阻式随机存取记忆体(STT-MRAM)正居于领先的位置。

　　比利时研究机构IMEC记忆体部门总监Arnaud Furnemont指出，虽然电阻式随机存取记忆体(ReRAM)和相变记忆体(PCM)等其他类型的记忆器也都有其支持者，但这些记忆体都存在着微缩的问题，而难以因应28nm CMOS制程的要求。

　　28nm平面CMOS节点可望具有更长的寿命，以因应更多的“超越摩尔定律”(More-than-Moore)的发展，但要达到这一理想，必须选择非挥发性记忆体，毕竟，快闪记忆体并不能有效地微缩。

　　目前有大量的材料系统正竞相成为ReRAM的基础，但其中大部份都是以导体交叉点的导电丝形成与断裂为基础。其中，至少在实现大型阵列以因应独立式记忆体导线丝ReRAM无法微缩时可能就会出现问题。Furnemont表示：“由于你总是使用单导线丝，而它需要大约100mA才足以实现稳定度。因此，当你微缩交叉点时，功耗并不会降低。”

　　虽然在材料系统之间的确切电流各不相同，然而，随着阵列尺寸增加，功耗也会随着阵列中的位元单位数增加而提高。

　　IMEC深入研究了氧化铪和氧化钽ReRAM。Furnemont指出，ReRAM可望在20nm实现，但由于无法微缩而需要进行昂贵的工程，因而可能只适用于单一节点。“或许可用于嵌入式系统，但并不适用于独立式记忆体，”Furnemont表示。

　　PCM则可作为仍围绕原始导电丝周围形成的记忆体替代方案，但这涉及了材料体积的热导相变。材料体积的大小与电流似乎可微缩使其成为更有发展前景的选项;Furnemont甚至认为它有机会微缩至10nm。

　　Furnemont更看好MRAM在28nm上的应用，一部份原因在其其更具有经济效益;因为它可以只多用3个光罩来实现。此外，它还相容于CMOS电压机制，而且不需要任何的电荷泵。

　　虽然MRAM基本上可在线路的后端加以打造，但必须透过电晶体驱动，使其能以“自由区域”(area-free)加以建置。

　　“Everspin目前正出货平面STT-MRAM。而接下来将会朝向垂直记忆体的发展趋势，”Furnemont表示。Globalfoundries目前正为Everspin进行代工。

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