非易失性MRAM的誕生過程

MRAM技術(shù)是以可沉積在標(biāo)準(zhǔn)邏輯制程上的磁性隧道結(jié) (MTJ)儲(chǔ)存單元為基礎(chǔ)，MTJ中包含了一個(gè)維持單一極性方向的固定層，和一個(gè)通過隧道結(jié)與其隔離的自由層。當(dāng)自由層被施予和固定層相同方向的極化時(shí)，MTJ的隧道結(jié)便會(huì)顯現(xiàn)出低電阻特性。而當(dāng)自由層被施予反方向的極化時(shí)，MTJ便會(huì)有高電阻。此一磁阻效應(yīng)可使MRAM不需改變內(nèi)存狀態(tài)，便能快速讀取數(shù)據(jù)。在MRAM存儲(chǔ)器中有一個(gè)富含創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，這也是EVERSPIN的專利。

在MRAM的誕生過程中，設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在于一個(gè)小電流通過“自由層”，并使之翻轉(zhuǎn)，與固定層的極化方向相反或者相同。但是MRAM操作窗口特別小，即使很小的電流擾動(dòng)也會(huì)造成錯(cuò)誤。為此MARM的產(chǎn)品化道路一度陷入低迷。

在2004初一個(gè)俄裔的工程師公布他提出的新的MRAM結(jié)構(gòu)和寫入方法(TOGGLE MRAM)，人們才重新燃起了對MRAM的希望。SONY 和 MOTORALA 馬上拿出了第一手的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). 實(shí)驗(yàn)證明TOGGLE MRAM具有相當(dāng)大的操作窗口。另一個(gè)重大突破是2004年末IBM 和日本一家公司同時(shí)宣布拿到了300%的MTJ信號。2004年在業(yè)界是非常激動(dòng)人心的時(shí)刻，這一系列的突破暗示著MRAM的曙光就在眼前。

現(xiàn)在MRAM有很多優(yōu)異的指標(biāo)，但是并非完美。它的存儲(chǔ)密度和容量決定了它尚不能更大范圍的替代其他存儲(chǔ)器產(chǎn)品。但是根據(jù)摩爾定律，芯片尺寸會(huì)越來越小，這也是為什么很多人都認(rèn)為DRAM快走到了它生命周期的盡頭。PCM存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MRAM和DRAM。在未來的五年里，它將是MRAM有力的競爭對手。MRAM想在未來新存儲(chǔ)的世界里稱王稱霸，還是需要一番突圍的。