在認知、數(shù)據(jù)挖掘和綜合分析方面的最新研究對存儲器系統(tǒng)有了顯著的需求，ST-MRAM 具有的高存儲密度、低能耗、低誤率等優(yōu)勢使其有著巨大的優(yōu)勢。在用作緩存上，ST-MRAM 由于具有很高的可寫次數(shù)、對軟錯誤的自然免疫力、無備用電源、高的集成密度、非易失性等特點，成為片上緩存系統(tǒng)的最佳候選者之一。

 

Slonczewski從理論上預測了一種被稱為自旋轉(zhuǎn)移矩的純電學的磁隧道結(jié)寫入方式，其基本原理如圖1（a）所示，當電流從參考層流向自由層時，首先獲得與參考層磁化方向相同的自旋角動量，該自旋極化電流進入自由層時，與自由層磁化的相互作用，導致自旋極化電流的橫向分量被轉(zhuǎn)移，由于角動量守恒，被轉(zhuǎn)移的橫向分量將以力矩的形式作用于自由層，迫使它的磁化方向與參考層接近，該力矩稱為自旋轉(zhuǎn)移矩。對于相反方向的電流，參考層對自旋的反射作用使自由層磁化獲得相反的力矩，因此被寫入的磁化狀態(tài)由電流方向決定。

 

 

圖1（a）自旋轉(zhuǎn)移矩原理示意圖；（b）自旋轉(zhuǎn)移矩對磁動力學的作用圖解

 

自旋轉(zhuǎn)移矩依靠電流實現(xiàn)磁化翻轉(zhuǎn)，寫入電流密度大概在106~107A/cm2之間，而且寫入電流的大小可隨工藝尺寸的縮小而減小，克服了傳統(tǒng)磁場寫入方式的缺點，因而被廣泛認為是實現(xiàn)磁隧道結(jié)的純電學寫入方式的最佳候選。隨著自旋轉(zhuǎn)移矩效應的發(fā)現(xiàn)以及材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，基于自旋轉(zhuǎn)移矩效應的ST-MRAM器件應運而生。自自旋轉(zhuǎn)移矩效應被證實以來，一方面研究人員通過大量的努力嘗試降低磁化反轉(zhuǎn)的臨界電流，增加熱的穩(wěn)定性；另一方面多家公司也在積極研發(fā)ST-MRAM。Everspin也制備出ST-MRAM樣片。

關(guān)于Everspin
Everspin在磁存儲器設(shè)計，制造和交付到相關(guān)應用中的知識和經(jīng)驗在半導體行業(yè)中是獨一無二的。Everspin擁有超過600項有效專利和申請的知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品組合，在平面內(nèi)和垂直磁隧道結(jié)（MTJ）STT-MRAM位單元的開發(fā)方面處于市場領(lǐng)先地位。Everspin公司在數(shù)據(jù)中心和云存儲以及能源和工業(yè)及運輸市場中部署了超過1.2億個MRAM和STT-MRAM產(chǎn)品，為全球MRAM用戶奠定了最強大，增長最快的基礎(chǔ)。everspin代理宇芯電子提供非易失性MRAM芯片。  

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關(guān)鍵詞：ST-MRAM