MRAM接班主流存儲器指日可待

　　記憶體產(chǎn)業(yè)中的每一家廠商都想打造一種兼具靜態(tài)隨機存取記憶體(SRAM)的快速、快閃記憶體的高密度以及如同唯讀記憶體(ROM)般低成本等各種優(yōu)勢的非揮發(fā)性記憶體。如今，透過磁阻隨機存取記憶體(MRAM)，可望解決開發(fā)這種“萬能”記憶體(可取代各種記憶體)的問題

　　遺憾的是，實際讓非揮發(fā)性MRAM的速度更快、密度更高且更便宜(MRAM制造商的承諾)的最佳化步驟，似乎總是還得再等三年之久。如今，荷蘭愛因霍芬科技大學(Eindhoven University of Technology;TU/e)的研究人員宣稱發(fā)現(xiàn)一種可讓MRAM克服速度快、密度與成本問題的全新制造方法，稱為“自旋霍爾效應與交換偏置反轉(zhuǎn)零磁場磁化”(field-free magnetization reversal by spin-Hall effect and exchange bias)，或簡稱“彎曲電流”(current bending)。

　　以低電流脈沖彎曲電子，可快速切換磁位元，從而實現(xiàn)正確的自旋;同時，特殊的抗鐵磁材料更降低了制造成本

　　“隨著磁位元的尺寸縮小，寫入磁位元所需的電流密度已經(jīng)變得過高了，”以TU/e教授Henk Swagten為主導的研究人員表示，“藉由垂直連接磁化層與抗鐵磁材料，可望打造出一種沿電流方向的平面交換偏置(EB);我們證實了只需利用由此EB導致的原生平面磁場，可實現(xiàn)一種自旋霍爾效應驅(qū)動的磁化反轉(zhuǎn)。”簡這之，就是所謂的“彎曲”電流，似乎就能解決非揮發(fā)性MRAM的速度、密度與成本問題。

　　如果你十分熟悉MRAM，那么你應該知道他們在電子向上或向下自旋時儲存0與1，而不是經(jīng)由電流差擾穿隧阻障層來累積或耗散電荷，因而得以“自旋霍爾效應”在本質(zhì)上實現(xiàn)最佳化的節(jié)能效果。不過，這仍然需要以電子鐵磁材料執(zhí)行自旋編碼，才能翻轉(zhuǎn)磁位元。因此，Swagten的研究團隊使用微量的電流脈沖，翻轉(zhuǎn)每一磁位元使其自旋——即“彎曲電流”，使其不僅更具能效，還能夠像摩爾定律(Moore's Law)般地擴展。

　　研究人員用于為MRAM表征快速、高密度與低成本特性的實驗晶片

　　根據(jù)研究團隊表示，這項技術(shù)本身也十分快速，但仍然必須在成本方面實現(xiàn)最佳化。研究人員們宣稱，在位元單元頂部采用低成本的抗鐵磁料封蓋，有效地“凍結(jié)”其磁場，可望解決最后一項問題，達到快速、高密度與低成本的目標。