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(diǎn)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(shí)研究機(jī)構(gòu)IMEC記憶體部門(mén)負(fù)責(zé)人指出，盡管相變記憶體(PCM)等其他類(lèi)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(diǎn)也許能增加更長(zhǎng)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(gè)目標(biāo)，有必要選擇使用非揮發(fā)性記憶體，因?yàn)榭扉W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(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(xiàn)絲ReRAM無(wú)法微縮時(shí)可能就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。IMEC記憶體部門(mén)負(fù)責(zé)人表示：“由于經(jīng)常使用單導(dǎo)線(xiàn)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)，功耗還是沒(méi)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(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。負(fù)責(zé)人指出，ReRAM可望在20nm實(shí)現(xiàn)，但因?yàn)闊o(wú)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(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，”負(fù)責(zé)人如是說(shuō)。
PCM則可作為仍圍繞原始導(dǎo)電絲周?chē)纬傻挠洃涹w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。
（ 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(huì)更大;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(xiàn)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)，Globalfoundries目前正為Everspin進(jìn)行代工。
