非易失性MRAM:磁性內(nèi)存
來源: 日期:2023-05-09 13:56:37
MRAM 設(shè)備采用磁性隧道結(jié) (MTJ) 作為存儲(chǔ)元件。MTJ 單元由兩種鐵磁材料組成,由用作隧道勢(shì)壘的薄絕緣層隔開。當(dāng)一層的磁矩切換為與另一層對(duì)齊(或與另一層的方向相反)時(shí),電流流過 MTJ 的有效電阻會(huì)發(fā)生變化。可以讀取隧道電流的大小以指示存儲(chǔ)的是“一”還是“零”。場(chǎng)切換 MRAM 可能是最接近理想的“通用存儲(chǔ)器”的,因?yàn)樗欠且资缘?、快速的并且可以無限循環(huán)。因此,它可以用作 NVM 以及 SRAM 和 DRAM。
然而,在 IC 電路中產(chǎn)生磁場(chǎng)既困難又低效。盡管如此,F(xiàn)ield Switching MTJ MRAM已經(jīng)成功制成產(chǎn)品。然而,當(dāng)存儲(chǔ)元件縮放時(shí),切換所需的磁場(chǎng)會(huì)增加,而電遷移會(huì)限制可用于產(chǎn)生更高 H 場(chǎng)的電流密度。因此,預(yù)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān) MTJ MRAM 不太可能擴(kuò)展到 65nm 節(jié)點(diǎn)以上。
“STT”方法的最新進(jìn)展提供了一種新的潛在解決方案,其中自旋極化電流將其角動(dòng)量轉(zhuǎn)移到自由磁性層,從而在不借助外部磁場(chǎng)的情況下反轉(zhuǎn)其極性。在自旋轉(zhuǎn)移過程中,大量電流通過 MTJ 隧道層,這種應(yīng)力可能會(huì)降低寫入耐久性。在進(jìn)一步縮放時(shí),存儲(chǔ)元件的穩(wěn)定性會(huì)受到熱噪聲的影響,因此預(yù)計(jì)在 32nm 及以下需要垂直磁化材料。最近已經(jīng)證明了垂直磁化。
隨著NAND Flash的快速發(fā)展,以及最近推出的有望繼續(xù)等效縮放的3D NAND,
STT-MRAM取代NAND的希望似乎渺茫。然而,其類似 SRAM 的性能和比傳統(tǒng) 6T-SRAM 小得多的占用空間在該應(yīng)用中引起了極大的興趣,特別是在不需要高循環(huán)耐久性的移動(dòng)設(shè)備中,例如在計(jì)算中。因此,STT-MRAM 現(xiàn)在大多不被視為獨(dú)立內(nèi)存,而是嵌入式內(nèi)存 ,并且不在獨(dú)立 NVM 表中進(jìn)行跟蹤。
STT-MRAM 不僅是嵌入式 SRAM 替代品的潛在解決方案,也是嵌入式閃存 (NOR) 替代品的潛在解決方案。這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說可能特別有趣,因?yàn)榈凸氖亲钪匾摹A硪环矫?,?duì)于使用更高存儲(chǔ)密度的其他嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,預(yù)計(jì) NOR 閃存將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位,因?yàn)樗匀桓叱杀拘б妗4送?,閃存能夠承受 PCB 板焊接過程(約 250°C)而不會(huì)丟失其預(yù)加載代碼,這是眾所周知的,許多新興存儲(chǔ)器尚未能夠證明這一點(diǎn)。
本文關(guān)鍵詞:車用存儲(chǔ),存儲(chǔ)器,DRAM,NAND
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