• 名称:大石桥市宏伟耐火材料厂
  • 地址:辽宁省大石桥市南楼经济开发区高庄村
  • 电话:0417-5288578
  • 传真:0417-5288578
  • 销售:15840787121
  • QQ:272740237
  • 邮箱:houxiyu@163.com
  • 邮编:115103
  • 联系人:侯锡玉
您现在的位置是: 主页 > 产品新闻 > 氧化镁 >

四大晶圆厂抢单MRAM,新存储时代开启?

时间:2017-11-13 15:18 点击: 次来源:网络整理

  有四家主要的代工厂计划在今年或明年以嵌入式内存解决方案的形式提供 MRAM,为这项下一代内存技术设置了最终将变革市场格局的舞台。

  GlobalFoundries、三星、台积电和联电计划开始提供自旋转移力矩磁阻 RAM(spin-transfer torque magnetoresistive RAM,简称 ST-MRAM 或 STT-MRAM)作为 NOR 闪存的替代或 NOR 闪存之外的另一种选择,也许在今年年底就要开始施行。这代表着内存市场的一次巨大转向,因为到目前为止仅有 Everspin 在为各种应用提供 MRAM 产品,其中包括替代电池供电的 SRAM、写缓存(write-cache)等等。

  STT-MRAM 的下一个大机会是嵌入式内存 IP 市场。传统的嵌入式内存 NOR 闪存在从 40nm 向 28nm 及以后节点迁移时正遇到各种各样的问题。所以这些代工厂对 STT-MRAM 的支持会让这项技术成为先进节点上对传统技术的事实上的替代技术。

  STT-MRAM 使用电子自旋的磁性来提供芯片的非易失性。结果上看,它既有 SRAM 的速度,也有闪存的非易失性。可能甚至更重要的是它还具有近乎无限的耐久性。

  “嵌入式闪存将继续是严酷环境中的数据存留之王,尤其是对于汽车和安全应用。”GlobalFoundries 嵌入式内存副总裁 Dave Eggleston 说,“那是嵌入式闪存还将继续长寿的领域。但它的扩展性不是很好。随着你下降到 28nm 或更小的节点,嵌入式闪存实际上就成了一个成本高昂的选择。”

  所以行业需要一种新的解决方案,而 STT-MRAM 也恰好为 20 几纳米及以后节点的嵌入式内存应用做好了准备。“在用于汽车、物联网、消费电子和移动设备的 MCU 和 SoC 上,嵌入式 STT-MRAM 有很大的机会替代嵌入式闪存。”Web-Feet Research 首席执行官 Alan Niebel,“首先补充然后替代嵌入式 DRAM 和 SRAM 也是 MRAM 的一大机会,因为 MRAM 能为处理器增加持久性的能力。”

  但是,STT-MRAM 能否实现人们期待已久的完全替代 DRAM 的愿景?这还有待观察。这可能永远不会发生。不管怎样,MRAM 可能最终会成长为一个大市场,也可能只是一种利基的解决方案;究竟会怎样取决于几个因素。

  在乐观的一面,很快就将有不止一家供应商和一系列应用可以使用 STT-MRAM 了。此外,主要代工厂进军 STT-MRAM 领域的举动很可能将会助力这种技术实现规模经济和成本下降。

  但这种技术也面临着一些难题,因为并非所有代工客户都需要 22nm 及以后节点的芯片。此外,STT-MRAM 是一种相对较新的技术,客户还需要一些时间才能将其整合进来。另外也还有各种生产制造方面的难题需要解决。

  下一代内存是什么?

  自 1990 年代以来,MRAM 就一直是人们研发的几种下一代内存技术类型之一。这些都是能提供无线耐久性的非易失性技术。和闪存一样,它们可以在系统电源关闭之后保留数据。相反,DRAM 是易失性的,在电源关闭后会丢失数据,尽管其中的信息会在之前迁移到存储设备中。

  除了 MRAM 之外,其它下一代内存技术包括碳纳米管 RAM、铁电 RAM(FRAM)、相变 RAM 和电阻 RAM(ReRAM)。

  碳纳米管 RAM 使用纳米管在器件中形成电阻状态。而 FRAM 使用铁电电容器(ferroelectric capacitor)来存储数据。来自英特尔和美光的 3D XPoint 技术就是下一代相变内存的一种。另一种技术 ReRAM 则基于电阻元件构成的电子开关。

  尽管这些技术很有希望,但其中很多技术所需的开发时间超过了预期。联电(UMC)嵌入式非易失性内存助理副总裁 Yau Kae Sheu 说:“大部分这些全新的内存技术都已经研发了相当长时间了,但和传统内存技术竞争时,它们还是在成本和可扩展性上捉襟见肘。”

  很显然,DRAM、闪存和 SRAM 等传统内存仍然是市场上的主力技术。在当今系统中的内存层次结构中,SRAM 在处理器中被用作实现高速数据存取的缓存;DRAM 是下一层,用作主内存。而磁盘驱动器和基于 NAND 的固态存储驱动器(SSD)则用于存储。

  当今的内存市场正在蓬勃发展,尤其是对于 3D NAND。Tokyo Electron Ltd.(TEL)总裁兼首席执行官 Toshiki Kawai 在最近一场演讲中说:“推动力来自数据中心对 SSD 的需求。”

  这也助长了对晶圆厂设备(WFE)的需求。Kawai 说:“受对下一代 3D NAND 和先进逻辑的投资推动,2017 年 WFE 资本性支出预计将同比增长 10% 以上。”

  与此同时,几种下一代内存类型也开始迎来发展势头。目前,3D XPoint 和 STT-MRAM 可能发展势头最好,而碳纳米管 RAM、FRAM 和 ReRAM 尚待羽翼丰满。

  这些技术中大部分甚至全部都很可能找到某种程度的应用空间。并没有任何一种单一的技术能够满足所有需求。Coventor 首席技术官 David Fried 说:“现在有ReRAM、PCM、3D XPoint 和 STT-MRAM,哪种技术会是赢家?它们都可能在特定的应用中找到自己的家园。”

  比如说 MRAM 就已经找到了自己的市场位置。在传统内存中,数据以电荷的形式存储。而 MRAM 则使用磁隧道结(MTJ)内存单元作为存储元件。Everspin 总裁兼首席执行官 Phillip LoPresti 说:“我们使用磁性或操控电子自旋来控制位(bit)的电阻,这让我们可以编程 1 和 0。”

  Everspin 的第一款 MRAM 器件称为 toggle MRAM,面向基于 SRAM的电池备份市场。然而今天内存行业重点关注的下一代技术名叫 perpendicular STT-MRAM 或 ST-MRAM。

  Applied Materials 的 Silicon Systems Group 内存和材料总经理 Er-Xuan Ping 说:“STT-MRAM 使用直接穿过该单元的电流。它使用自旋极化的电流,从而可以基本上迫使该薄膜中的磁化强度发生改变。”

  toggle MRAM 在这一领域得到了广泛的应用,但它们也有一些扩展方面的局限性。“STT-MRAM 有一些优势。其中之一是扩展性。”Ping 说,“相对于传统 MRAM,STT-MRAM 也有其它优势,因为你让电流直接穿过了单元。使用这种能量来开关磁化要更加高效。比磁场驱动的 MRAM 要更加高效很多。”

  高通工程总监 Seung Kang 在最近的一场演讲中列出了 STT-MRAM 的一些关键特性:

  与DRAM 和 SRAM 具有相同特性的非易失性;

  基本上无限的耐久性;

  低电压就能实现高速度;

  对 CMOS 友好。

  但 STT-MRAM 也面临着以下难题:

  复杂的薄膜堆叠方式;

  较窄的传感区间

  回流焊接滞留

  但 Everspin 已经销售 MRAM 一段时间了,其中包括一款 256 Mb 的 perpendicular STT-MRAM。这款产品基于其代工合作伙伴 GlobalFoundries 的 40nm 工艺。Everspin 正在抽样生产基于 28nm 的 1 Gb 部件。

RSS订阅   网站地图   TAG标签   版权声明    免责声明

版权所有:氧化镁|镁砂|大石桥市宏伟耐火材料厂   联系电话:15840787121   传真:0417-5288578

生产基地:辽宁省大石桥市南楼经济开发区高庄村 地图 邮编:115100  Power by DedeCms