磁阻式隨機存取內存(Magnetic RAM；MRAM)新創公司Spin Transfer Technologies (STT)最近開發出MRAM專用技術，據稱能以同步提高數據保持(retention)與降低電流的方式，增強任何MRAM數組的性能。
STT首席技術官Mustafa Pinarbasi在IEEE國際磁學大會(International Magnetics Conference；INTERMAG)上介紹，該公司開發出所謂的“歲差自旋電流”(Precessional Spin Current；PSC)結構，可望提高MRAM的密度和零漏電流的能力。Pinarbasi在接受《EE Times》記者的電話訪問時說，這種新的結構能應用于移動、數據中心CPU，以及儲存、汽車、物聯網(IoT)與人工智能等(AI)領域。
Pinarbasi強調，這種PSC結構將有助于讓MRAM組件的自旋力矩(spin-torque)效率提高40%至70%。這意味著它的數據保持能力不僅更高得多，而且還能消耗更少的電力。Pinarbasi表示，這些好處可轉化為延長超過10,000倍的保持時間——因此，1小時可延長至1年以上——而寫入電流則減少了。此外，隨著垂直磁穿隧接面(pMTJ)越來越小，PSC結構的效率將會更高。Pinarbasi說：“我們開發的是一種模塊化的結構，它確實是PMTJ組件的延伸。”。
MRAM新創公司STT表示，其PSC結構能將MRAM組件的自旋力矩效率提高40%～70%
STT業務開發資深副總裁Jeff Lewis補充道，“我們從一開始就將它打造成模塊化的設計。這意味著我們能將此PSC結構添加到其他任何的pMTJ中。您可以將它視為現有MRAM設計的‘渦輪增壓器’。”
Lewis說，PSC結構可以被整合于任何MRAM制造商的現有流程中。除了生產STT-MRAM時原本使用的材料或工具，不必再另行增添，因此，該結構幾乎不會對于代工廠帶來任何復雜度或成本。
Pinarbasi說，PSC結構在工作中有兩種特殊效應。一是靜態的，另一種則是動態的。他進一步解釋，“靜電效應能夠大量提高組件的數據保持能力。”
而動態效應則能從0切換到1，反之亦然，而且這很重要，因為靜態保持能力和電流之間始終存在相關性。Pinarbasi說：“如今，我們已經將這兩種效應分開來了，可以在獨立提高數據保持的同時也降低電流。”
盡管PSC結構能讓STT-MRAM解決SRAM的尺寸和成本缺點，以及DRAM的揮發性和功耗復雜度，但Pinarbasi說，STT并不僅僅將基于PSC結構的MRAM視為取代現有內存的技術，還打算將它用于物聯網、汽車和人工智能帶來的綠地機會。
PSC結構為特定電流提供了顯著的速度增益。在125μA時，PSC的速度低于4ns，而使用4Kbit芯片和40nm組件尺寸時，pMTJ的速度還不到30ns
市場研究機構Coughlin Associates資深分析師兼創辦人Thomas Coughlin預計，未來將會出現針對MRAM發展的原生市場，特別是嵌入式應用，而且還取代了裝置內部采用SRAM或不同的內存快取的位置。Coughlin說，“因為這些組件及其非揮發性內存功能，很快地，市占率將會出現一些變化，同時帶來新的市場發展。”
雖然MRAM確定將在內存組件的未來發揮重要作用，但他說目前還處于發展的早期階段， MRAM主要仍然用于利基型應用中。至于STT開發的PSC結構將在這個市場上扮演多么重要的角色，還有待時間的證明。Coughlin說：“打造更精巧的結構確實有其價值，它比傳統的MRAM產品更有利于進一步擴展。但你必須重新審視，仔細看看它實際上如何運作。”
Coughlin預計，明年將會有許多的MRAM產品上市，特別是隨著代工廠和主要半導體公司量產，將更加著重于嵌入式市場。“人們將會尋求差異化，而這將有助于其找到一些方法，以減輕其投入產品差異化的技術與資源。”
展望未來五年，Coughlin表示，MRAM將會是一個更大的利基市場。他說：“許多商用產品甚至在那之后的一、年內都還無法到位或投入使用。”
編譯：Susan Hong
本文授權編譯自EE Times，版權所有，謝絕轉載
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