英特尔、三星将目光移向了嵌入式MRAM技术

上周，在第64届国际电子器件会议 (IEDM) 上，全球两大半导体巨头展示了嵌入式 MRAM 在逻辑芯片制造工艺中的新技术。

首先，我们来了解一下 MRAM (Magnetic Random Access Memory)，它是一种非易失性的磁性随机存储器。拥有静态随机存储器 (SRAM) 的高速读取写入能力，以及动态随机存储器 (DRAM) 的高集成度，而且基本上可以无限次地重复写入。

英特尔 (Intel) 在其 22 FFL 工艺中描述了 STT-MRAM (基于 MRAM 的自旋转移力矩) 非易失性存储器的关键特性。英特尔称其为“首款基于 FinFET 的 MRAM 技术”。

这项技可以理解为一个“生产准备就绪”的阶段，英特尔也没有像任何代工客户透露该流程信息，但从多个消息源来看，目前正在运输出货的商品已经采用了这项技术。

与此同时，三星 (Samsung) 在 28nm FDSOI 平台上描述了 STT-MRAM。在可扩展性、形状依赖性、磁性可扩展性等方面来衡量，STT-MRAM 目前被认为是最好的 MRAM 技术。

MRAM 技术自 20 世纪 90 年代以来一直在发展，但尚未取得广泛的商业成功。三星研发中心首席工程师，公司IEDM论文的主要作者 Yoon Jong Song表示：“我认为现在是时候，该展示一下我们在制造化和商业化方面的成果了。”

随着行业向更小的节点转变，在技术上面临着严峻的可扩展性挑战。MRAM 除了被视为能够取代传统存储器芯片 DRAM 和 NAND 的候选者，还被视为一项充满吸引力的嵌入式技术，可以替代闪存和嵌入式 SRAM。

因为它具有快速读取写入时间，高耐用性和强保留性。嵌入式 MRAM 被认为特别适用于例如物联网 (IoT) 设备之类的应用。自去年以来，Globalfoundries 就其 22 FDX 22nm FD-SOI 工艺提供嵌入式MRAM。但业内分析师 Jim Handy 表示，他并不知情 Globalfoundries 的嵌入式 MRAM 技术具体有哪些商业化的应用。

“没有人提起它的原因，是因为他们不得不添加新材料，”他说。

但随着制造成本下降以及其他存储器技术面临可扩展性挑战，嵌入式 MRAM 正在获得更多考虑。 “重要的是，随着新工艺技术的发展，SRAM 单元的尺寸不会随着剩余的工艺而缩小，从这点来看，MRAM 变得越来越有吸引力，” Handy说。

在其论文中，英特尔表示其嵌入式 MRAM 技术可在 200 摄氏度下实现长达 10 年的记忆期，并可在超过 106 个开关周期内实现持久性。该技术使用 216mm×225mm 1T-1R 存储单元。

与此同时，三星也称其 8Mb MRAM 的续航能力为 106 次，记忆期为 10 年。

Song 表示，三星技术最初将用于物联网应用。他说，在将其用于汽车和工业应用之前，可靠性必须提高。 “我们已成功将技术从实验室转移到工厂，并将在不久的将来将其推向市场”。