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來(lái)源：eettaiwan Globalfoundries在2017年VLSI-TSA研討會(huì )上發(fā)表論文，介紹如何解決eMRAM面臨的挑戰，使其更廣泛地適用于汽車(chē)MCU和SoC應用。 繼幾家代工廠(chǎng)公開(kāi)宣布計劃在今年年底和2018年之前投產(chǎn)磁阻式隨機存取存儲器(Magnetoresistive Random Access Memory；MRAM)后，最近一家代工廠(chǎng)描述了如何通過(guò)MRAM為嵌入式應用大幅提升數據保存的能力。 在最近于日本舉行的“2017年國際超大集成電路(VLSI)技術(shù)、系統和應用研討會(huì )”(VLSI-TSA)上，Globalfoundries在發(fā)表研究論文時(shí)討論了Everspin Technologies隨嵌入式MRAM (eMRAM)轉向22nm制程節點(diǎn)的進(jìn)展。 Globalfoundries嵌入式存儲器副總裁Dave Eggleston表示，文中強調的重點(diǎn)突破是eMRAM可在攝氏260度下經(jīng)由回流焊保存數據、持續十多年維持攝氏125度，以及在攝氏125度具有卓越讀/寫(xiě)耐用性的能力。這將使eMRAM能夠用于通用微控制器(MCU)和汽車(chē)SoC。他說(shuō)：“磁性層一直缺乏熱穩定度。因此，如果數據保存的問(wèn)題得以解決，就能開(kāi)啟更廣泛的市場(chǎng)�！� Eggleston表示，雖然MRAM在先前的技術(shù)節點(diǎn)展現了非揮發(fā)性、高可靠性以及可制造性，但在微縮至2x nm節點(diǎn)以及相容嵌入式存儲器的后段制程(BEOL)溫度時(shí)開(kāi)始面臨挑戰。如文中所述，磁穿隧接面(magnetic tunnel junction；MTJ)堆疊和整合可在攝氏400度、60分鐘的MTJ圖案化熱預算時(shí)最佳化，并相容于CMOS BEOL制程。 Eggleston表示，三家主要的代工廠(chǎng)都推出了采用該技術(shù)的產(chǎn)品，客戶(hù)并選擇了Globalfoundries的制程開(kāi)發(fā)套件(PDK)進(jìn)行設計。主要的晶圓設備制造商從幾年前開(kāi)始投入這個(gè)領(lǐng)域，因為他們認為它具有充份的商業(yè)潛力，因此該工具可用于MTJ的沉積與蝕刻。Eggleston說(shuō)：“他們已經(jīng)與像我們這樣的大型晶圓廠(chǎng)以及像Everspin等小型公司聯(lián)手，共同投資與開(kāi)發(fā)產(chǎn)品�！� 同時(shí)，MCU客戶(hù)開(kāi)始認真地研究如何利用MRAM強化其架構。Eggleston說(shuō)：“他們實(shí)現了更快的寫(xiě)入速度，也具有更高的耐用性�！边@讓他們能在以往可能使用靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)的應用開(kāi)始使用嵌入式MRAM。他并指出，以電路的簡(jiǎn)單性和制造成本來(lái)看，2x nm節點(diǎn)正是該技術(shù)的甜蜜點(diǎn)。 eMRAM的市場(chǎng)機會(huì )和其他新興與現有的存儲器技術(shù)并沒(méi)有太大的不同：新的大量市場(chǎng)包括移動(dòng)性、聯(lián)網(wǎng)、數據中心、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)以及汽車(chē)等。Eggleston指出，對于Globalfoundries來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)與汽車(chē)市場(chǎng)更重要�！拔覀冊�(jīng)說(shuō)過(guò)這兩大市場(chǎng)在很大程度上是相同的，但作為一家代工廠(chǎng)，我們在汽車(chē)領(lǐng)取得了更大的成長(cháng)動(dòng)能�！� 嵌入式快閃存儲器(eFlash)一直是目前普遍使用的嵌入式存儲器，但因應市場(chǎng)需求存在多種新興的存儲器選擇。除了eMRAM以外，還有相變存儲器(PCM)、嵌入式電阻RAM(eRRAM)、碳納米管(CNT)和鐵電場(chǎng)效電晶體(FeFET)等。Eggleston指出，無(wú)論是哪一種選擇，都必須在數據保存、效率與速度方面權衡。CNT和FeFET均展現發(fā)展潛力，但還不夠成熟，而PCM則適用于特定應用，而無(wú)法廣泛用于嵌入式應用。 Eggleston說(shuō)：“MRAM和RRAM具有類(lèi)似的功能，二者都是后段校準的存儲器，因而能更易于落實(shí)于邏輯制程中�！笨捎玫闹瞥碳夹g(shù)包括需要大型芯片、FD-SOI或FinFET的制程。他并表示，eFlash可內建于芯片之中，但如果要建置于各種不同的技術(shù)中將更具挑戰性。 Eggleston說(shuō)，RRAM的堆疊更簡(jiǎn)單，因為在電極之間所需的材料較少。他說(shuō)：“而且它并不需要像MRAM一樣的設備投資。MRAM由于堆疊較復雜，確實(shí)需要一些資本設備投資�！比欢�，他指出，RRAM無(wú)法提供滿(mǎn)足更廣泛市場(chǎng)所要求的數據保存、速度以及耐用度等能力。 Eggleston說(shuō)，MRAM較RRAM勝出之處在于其多功能性，因為它的材料組成可在電極之間加以調整�！澳憧梢詾槠溥M(jìn)行調整，使其具有更好的數據保存能力，或是支援更快的寫(xiě)入速度與耐用性�！彼⒀a充說(shuō)，這種可調整的能力讓Globalfoundries能在先進(jìn)節點(diǎn)跨足以往采用eFlash的領(lǐng)域，也可以調整其速度，使其得以作為非揮發(fā)性快取，用于伺服器處理器與儲存控制器中。 |
