MRAM厂商当前技术及应用

随着自旋转移矩MRAM(STT-MRAM)的出现，MRAM迈出了商业化的重要一步。
 
第一个商业化的磁随机存储器MRAM产品是飞思卡尔半导体公司于2006年生产的4Mb容量Toggle-MRAM，该部门是Everspin的前身。之后Everspin公司推出了具有SRAM速度和闪存结构的非易失的Toggle-MRAM，其16位32Mb并行MRAM具有最高35ns的写入周期时间，工作温度范围为-40~125℃，适用于工业和汽车应用。Everspin在2012年就生产出了首个商业级的64Mbit的STT-MRAM存储器芯片并在2017年大批量生产了256Mb DDR3 STT-MRAM，并于2017年集成了40nm CMOS，并在2019年批量生产了28nm CMOS上的1Gb DDR4 STT-MRAM。
 
Everspin在2022年5月份推出了用于工业物联网和嵌入式系统的 xSPI，Everspin 的新 xSPI  MRAM产品系列基于扩展的串行外设接口，这是用于非易失性存储设备的最新 JEDEC 标准。它基于 Everspin 独特的工业 STT MRAM 技术。这些产品提供高性能、多 I/O、SPI 兼容性，并具有高速、低引脚数的 SPI 兼容总线接口，时钟频率高达 200 MHz。这些持久性内存 MRAM 设备在单个 1.8V 电源上运行，并通过八个 I/O 信号提供高达 400MBps 的读取和写入速度。开启了通用存储器应用解决方案的新纪元，取代了 SRAM、BBSRAM、NVSRAM 和 NOR 器件等产品，面向工业自动化、过程控制、仿真、汽车和运输、游戏以及更广泛的工业物联网市场。
 
高通正在加速研究STT-MRAM技术。2015年项目研究员Seung H. Kang发布了一款8Mbit混合STT-MRAM的SOC芯片。在没有软错误的情况下，工作频率可以达到500MHZ。在40nm工艺下，适用于混合STT-MRAM的SOC，若工艺尺寸可以降到28nm，那么其性能可以与SRAM相媲美。
 
东芝公司用STT-MRAM代替SRAM，使得微处理器中的高速缓存功耗降低了近60%。日本超低压元器件技术研究联盟（LEAP）在VLSI Symposia上同样实现了用STT-MRAM对传统SRAM的替换。传统的STT-MRAM单纯采用蚀刻技术来制造，但这种技术会由于MTJ尺寸的偏差导致性能偏差。因此，为解决MTJ制造工艺中的尺寸偏差问题，LEAP研究出了全新的蚀刻技术，显著降低了MTJ制造过程中尺寸不均匀的问题。
 
霍尼韦尔和Cobham（前身为Aeroflex）等其他公司也推出了自己的MRAM产品，它们同样使用Toggle-MRAM单元和SRAM结构。其中霍尼韦尔采用特殊抗辐照的150nm 绝缘体上硅（silicon oninsulator，SOI）CMOS技术，使其MRAM产品在卫星和其他航天应用中具有很高的可靠性和辐射抗性。
 
在过去几年里，包括台积电、英特尔、三星、SK海力士等晶圆代工厂和IDM，相继大力投入MRAM研发。

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本文关键词：MRAM,STT-MRAM,Everspin

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