三星、英特爾加快嵌入式MRAM商用腳步

全球兩大半導(dǎo)體巨擘——英特爾(Intel)、三星(Samsung)在上周舉辦的第64屆國(guó)際電子組件會(huì)議(IEDM)上，發(fā)表嵌入式MRAM在邏輯芯片制造工藝的新技術(shù)。

英特爾介紹整合于其22FFL工藝的自旋轉(zhuǎn)移力矩(STT)-MRAM非揮發(fā)內(nèi)存之關(guān)鍵特性，并指稱這是“首款基于FinFET的MRAM技術(shù)”。英特爾表示該技術(shù)目前已經(jīng)“生產(chǎn)就緒”(production-ready)，但并沒透露有哪一家代工廠采用這一工藝；不過，根據(jù)多個(gè)消息來源顯示，該技術(shù)已經(jīng)用于目前出貨中的產(chǎn)品了。

同時(shí)，三星(Samsung)介紹在其28nm FDSOI工藝制造的STT-MRAM。從可擴(kuò)展性、形狀可調(diào)整以及磁可擴(kuò)展性方面來看，STT-MRAM被視為是目前最佳的MRAM技術(shù)。

MRAM技術(shù)自1990年代起開始發(fā)展，但尚未取得廣泛的商業(yè)成功。三星研發(fā)中心首席工程師Yoon Jong Song說：“我認(rèn)為現(xiàn)在是展示MRAM可制造和商業(yè)化成果的時(shí)候了！”Song同時(shí)也是該公司在IEDM發(fā)表論文的主要作者。

隨著業(yè)界持續(xù)邁向更小技術(shù)節(jié)點(diǎn)，DRAM和NAND閃存(flash)正面對(duì)著嚴(yán)苛的微縮挑戰(zhàn)，MRAM因而被視為有望取代這些內(nèi)存芯片的備選獨(dú)立式組件。此外，這種非揮發(fā)性內(nèi)存由于具備快速讀/寫時(shí)間、高耐受度以及強(qiáng)勁的保留能力，也被視為極具吸引力的嵌入式技，適用于取代Flash和嵌入式SRAM。嵌入式MRAM被視為特別適用于像物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備之類的應(yīng)用。

電子顯微鏡影像顯示MTJ數(shù)組的橫截面，該數(shù)組嵌入于英特爾22nm FinFET邏輯工藝中的Metal 2和Metal 4之間（來源：IEDM/Intel）

自去年以來，格芯科技(Globalfoundries)一直在供應(yīng)采用其22FDX 22-nm FD-SOI工藝的嵌入式MRAM。但Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示，他并未注意到有任何采用Globalfoundries嵌入式MRAM技術(shù)的任何商業(yè)化產(chǎn)品推出。

他說：“沒有人采用的原因在于他們還必須為其添加新材料。”

但隨著制造成本降低以及其他內(nèi)存技術(shù)面對(duì)微縮挑戰(zhàn)，嵌入式MRAM越來越受青睞。Handy說：“重要的是，隨著新的工藝技術(shù)進(jìn)展，SRAM內(nèi)存單元的尺寸并不會(huì)隨著其后的先進(jìn)工藝而縮小，因此，MRAM將會(huì)變得越來越有吸引力。”

英特爾在IEDM發(fā)表的論文中表示，其嵌入式MRAM技術(shù)在攝氏200°溫度下可實(shí)現(xiàn)10年的數(shù)據(jù)保留能力，耐受度超過106個(gè)開關(guān)周期。該技術(shù)使用216×225 mm 1T-1R內(nèi)存單元。

同時(shí)，三星稱其8Mb MRAM的耐受度為106個(gè)周期，同樣支持10年的保留能力。

Song表示，三星的技術(shù)一開始將先針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用，并將在提高可靠性之后，陸續(xù)導(dǎo)入汽車和工業(yè)應(yīng)用。“我們已成功將該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到晶圓廠，預(yù)計(jì)在不久的將來上市。”