Freescale搶攻MRAM新技術(shù) 何時(shí)出擊大規(guī)模商用？

日前，F(xiàn)reescale Semiconductor公司宣布推出基于磁阻隨機(jī)存取內(nèi)存(MRAM)的首款商用芯片。雖然離大規(guī)模采用還有不少障礙，但iSuppli公司相信這將在很大程度上推進(jìn)MRAM技術(shù)的發(fā)展。 

Freescale表示，其新款4Mb密度MRAM器件結(jié)合了目前多種存儲(chǔ)器技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。MRAM使用磁極化來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，磁阻的改變代表著二進(jìn)制狀態(tài)的變化，而不是指定的電荷水平。這與其他主流存儲(chǔ)技術(shù)不同，比如SRAM、DRAM和閃存。 

Freescale宣稱其新器件平衡了讀寫速度，均達(dá)到類似于DRAM的35ns水平。該器件也有類似DRAM和閃存的單元密度，但是不會(huì)出現(xiàn)DRAM的滲漏問題。同時(shí)，這款MRAM器件也可以像DRAM或SRAM一樣具有持久性，并綜合了閃存的非易失性。 

MRAM技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)幾年時(shí)間，還未進(jìn)入主流商業(yè)應(yīng)用存在不同的原因。但是兩個(gè)主要原因是：MRAM按每比特計(jì)算的成本不具備競爭力，以及難以集成到標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝過程中。 

Freescale采用了一個(gè)創(chuàng)新的MRAM單元結(jié)構(gòu)來解決成本問題，加上稱為“觸發(fā)器”的位結(jié)構(gòu)，可以將一個(gè)單元穩(wěn)定在1或者0的狀態(tài)中，無需額外的控制晶體管，進(jìn)而提供了一個(gè)優(yōu)化的比特位單元解決方案。 

對(duì)于工藝過程的集成問題，工藝流程后期集成MRAM模塊，最大限度的減少對(duì)標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏輯處理的影響。據(jù)Freescale表示，MRAM模塊不破壞標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體過程，將推動(dòng)未來MRAM發(fā)展成基本的CMOS技術(shù)。 

iSuppli認(rèn)為，F(xiàn)reescale推出最初商用MRAM將給人深刻印象，代表著重要的技術(shù)進(jìn)步。然而，MRAM存儲(chǔ)器離大規(guī)模采用還為時(shí)尚早。Freescale已經(jīng)克服了一些技術(shù)曾困擾其競爭者的障礙，然而在其產(chǎn)品成為主流存儲(chǔ)方式之前，F(xiàn)reescale仍然有一段很長的路要走。 

iSuppli相信，F(xiàn)reescale技術(shù)的短期內(nèi)真正價(jià)值不是替換現(xiàn)有獨(dú)立內(nèi)存，在這個(gè)領(lǐng)域每存儲(chǔ)單位的成本競爭異常激烈。進(jìn)一步說，這種產(chǎn)品的機(jī)會(huì)出現(xiàn)在系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC)設(shè)計(jì)中。作為SOC的一部分，F(xiàn)reescale的技術(shù)可用于在高集成度處理單元中的高密度存儲(chǔ)器，F(xiàn)reescale可以通過提供解決方案或向其他公司授權(quán)許可。 

國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖(The International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS)表示，目前SoC設(shè)計(jì)模片區(qū)(die area)面積中最高達(dá)50%為嵌入式存儲(chǔ)器，通常為SRAM。在不遠(yuǎn)的將來，這個(gè)數(shù)字可能會(huì)提高到超過70%。目前，F(xiàn)reescale公司采用180納米技術(shù)的MRAM讀/寫速度為35ns，對(duì)于L1緩存來說太慢。但對(duì)于某些微處理器來說，用于更低級(jí)別的緩存也許夠用。作為技術(shù)改進(jìn)，MRAM的性能表現(xiàn)應(yīng)該被提高到L1級(jí)別。 

iSuppli確信，F(xiàn)reescale的MRAM產(chǎn)品肯定會(huì)在將來進(jìn)入獨(dú)立內(nèi)存市場。然而，現(xiàn)在MRAM高價(jià)格和較低密度，將它限制在某些特定的利基應(yīng)用(niche application)中，像需要電池供電的SRAM一樣。另外，作為關(guān)鍵應(yīng)用的后備系統(tǒng)，可以凸現(xiàn)其高性能、耐久性和非易失性，成為高成本解決方案的選擇之一。 

目前多種正處于研發(fā)的技術(shù)當(dāng)中，MRAM是現(xiàn)在惟一有望在未來成為主流內(nèi)存的技術(shù)，這些技術(shù)需要經(jīng)歷多種考驗(yàn)，密度、性能、持久性、非易失性以及成本低廉。 

Freescale的成就在于讓MRAM技術(shù)從眾多內(nèi)存技術(shù)中脫穎而出，朝向普遍接受的內(nèi)存方向發(fā)展。隨著MRAM開發(fā)進(jìn)展，不僅Freescale公司，其它眾多競爭者的產(chǎn)品也在瞄準(zhǔn)MRAM成為通用存儲(chǔ)器的長期目標(biāo)