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新型非易失性存储器FRAM与MRAM的简介

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新型非易失性存储器FRAM与MRAM的简介

2019-03-05 13:51:05

FRAM铁电存储器

FRAM使用铁晶体管材料(通常是氧化物),其特点是无需借助外部电场就可以永久切换电偶极子力矩(代表极性分子的极性大小)。因而,这种内存是非挥发性的。大量的铁电材料会自然形成纳米级偶极子。Celis半导体、Hynix、Macronix、英飞凌、Ramtron、三星、三洋、TI和东芝公司都在进行FRAM研究。理论上,使用量子点作为储存单元的FRAM具有潜力创造出令人难以置信的储存密度。
“我们已经在进行量产,每季出货量也达到了数百万片,但我们所针对的主要是那些需要闪存无法提供的特殊性能应用。”Ramtron公司副总裁Mike Alwais说,“这些新技术所面临的制造挑战被低估了,它其实是比看起来要困难得多。”
为了生存,Ramtron公司找到了一个小型市场以使其研发努力能够维持下去。目前,该公司提供的大部份产品直接替代SRAM被应用于安装有后备电池的数据撷取设备。Ramtron公司的最新芯片是一款1Mb的FRAM,它能够以插件方式替代类似尺寸的SRAM。该组件的设计尺寸已经缩小到0.13微米节点,
该公司对FRAM的长期成功寄予了很高的希望,甚至超过闪存。“由于它不需要使用非常薄的氧化物或高电压,我们的客户相信FRAM在先进的节点(65纳米或更小)上能够比闪存更容易缩小尺寸,”Alwais说。
嵌入式FRAM在需要低功率非挥发性内存的场合具有重要意义,它能够以一种更直接的方式嵌入于芯片中,而且具有比其它任何替代品更好的性能。

MRAM

除FRAM之外,另一种有前途的技术是MRAM。MRAM在三明治结构的磁阻中储存位,这种三明治结构包含一个固定磁层、一个氧化物磁阻和一个自由磁层。两个金属电极使自由层在两个磁极状态间进行切换。状态是透过检测阻值的变化来读取。

Everspin推出一款4Mb的MRAM存储器具有35奈秒的读写周期和无限长的耐久时间。该产品比闪存更快,但密度稍低。它更容易整合(在整个制程中仅需5个光罩层),不必像使用闪存那样在晶体管级进行重新设计。在设计中采用的所有其它核心技术都可以保持不变,并以相同的方式工作。”

MRAM比闪存更容易缩小尺寸,MRAM位单元可以缩小到65纳米节点,而且很可能可以进一步缩小。”


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