Intel и Samsung описывают технологии встраиваемой MRAM

Две крупнейшие в мире компании по производству полупроводниковых приборов представили на прошлой неделе на 64-й Международной конференции по электронным устройствам (IEDM) новые технологии для встроенных MRAM в процессах производства чипов логики.


Intel описала ключевые особенности базированной на MRAM энергонезависимой памяти на основе переноса спинового момента (Spin Transfer Torque, STT) - в своем процессе 22FFL, назвав ее «первой технологией MRAM на основе FinFET». Описывая эту технологию как «готовую к производству», Intel не назвала ни одной фабрики для этого процесса, но многие источники сообщили, что она уже используется в продуктах, которые сейчас поставляются.


Samsung (Сеул), тем временем, описала STT-MRAM на 28-нм FD-SOI-платформе. STT-MRAM считается лучшей технологией MRAM с точки зрения масштабируемости, зависимости формы и магнитной масштабируемости.


Технология MRAM разрабатывалась с 1990-х годов, но пока не достигла широкого коммерческого успеха. «Я думаю, что пришло время показать что-то производимое и что-то коммерческое», - сказал Юн Чон Сон (Yoon Jong Song), главный инженер исследовательского центра Samsung и ведущий автор документа IEDM компании.


В дополнение к тому, что ее рассматривают как многообещающего кандидата для автономных устройств в качестве замены чипов памяти DRAM и флэш-памяти NAND, которые сталкиваются с серьезными проблемами масштабирования при переходе индустрии на более мелкие узлы, MRAM, являющаяся энергонезависимой памятью, привлекает как замена встроенной технологии для флэш-памяти и встроенной SRAM из-за ее быстрого чтения / записи, высокой стойкости и высокой сохранности. Встроенная MRAM считается особенно перспективной для таких приложений, как устройства Интернета вещей (IoT).


Компания GlobalFoundries с прошлого года предлагает встроенную MRAM для 22FDX 22-нм FD-SOI процесса. Но Джим Хэнди (Jim Handy), главный аналитик Objective Analysis, сказал, что ему неизвестны какие-либо коммерческие продукты, в которых реализована технология встроенной MRAM от GlobalFoundries.

«Причина, по которой никто ее не подхватил, заключается в том, что им придется добавлять новые материалы», - сказал он.


Но встроенная MRAM получает все большее внимание, поскольку производственные затраты снижаются, а другие технологии памяти сталкиваются с проблемами масштабируемости. «Главное в том, что с новыми технологиями процесса размер ячейки SRAM не уменьшается с остальной частью процесса, поэтому MRAM становится все более привлекательной», - сказал Хэнди.


В своем докладе Intel сообщила, что ее технология встроенной MRAM обеспечивает 10-летний срок хранения данных при температуре 200 ° C и срок службы более 106 циклов переключения. Технология использует ячейку памяти 1T-1R размером 216 × 225 мкм.


Samsung, тем временем, описала свою 8-мегабитную MRAM с продолжительностью 106 циклов и способностью хранить данные 10 лет.


Сонг сказал, что технология Samsung будет изначально доступна для приложений IoT, добавив, что надежность должна быть улучшена, прежде чем ее можно будет использовать в автомобильной и промышленной сфере. «Мы успешно перенесли технологию из лаборатории в производство, и в ближайшем будущем выведем ее на рынок».

Изображение на электронном микроскопе, показывающее поперечное сечение массива MTJ, встроенного между Metal 2 и Metal 4 в 22-нм процессе Intel FinFET.