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格芯宣布eMRAM已投入生产,为何晶圆代工厂都在研究eMRAM?

发布时间:2020-03-03 访问次数:482次 来源:电子发烧友 分享:

格芯近日宣布基于其22nm FD-SOI (22FDX) 平台的嵌入式、磁阻型非易失性存储器(eMRAM) 已投入生产。格芯正在接洽多家客户,计划2020年安排多次生产流片。


此次公告是一个重要的行业里程碑,表明eMRAM可在物联网 (IoT)、通用微控制器、汽车、终端人工智能和其他低功耗应用中作为先进工艺节点的高性价比选择。


格芯的eMRAM产品旨在替代高容量嵌入式NOR闪存(eFlash),帮助设计人员扩展现有物联网和微控制器单元架构,以实现28nm以下技术节点的功率和密度优势。


格芯表示,该款eMRAM是一款可靠的多功能嵌入式非易失性存储器 (eNVM),已通过了5次严格的回流焊实测,在-40℃至125℃温度范围内具有100,000次使用寿命和10年数据保存期限。FDX eMRAM解决方案支持AEC-Q100 2级设计,且还在开发工艺,预计明年将支持AEC-Q100 1级解决方案。


 eMRAM是一种可扩展功能,预计将在FinFET和未来的FDX平台上推出,作为公司先进eNVM路线图的组成部分。格芯位于德国德累斯顿1号晶圆厂的先进300mm产品线将为MRAM22FDX的量产提供支持。


Intel三星也在研究eMRAM


除了格芯,Intel、三星多年来一直都在研究eMRAM。


2019年2月有报告显示,英特尔自己的商用MRAM(磁阻随机存取存储器)已经准备好大批量生产。


当时,英特尔工程师Ligiong Wei在论文中说,英特尔嵌入式MRAM技术可在200摄氏度下实现长达10 年的记忆期,并可在超过100万个开关周期内实现持久性。MRAM省电的特性,意味着英特尔嵌入式MRAM将很有可能先用于移动设备上。


并且嵌入式 MRAM 被认为特别适用于例如物联网 (IoT) 设备之类的应用,也赶搭上 5G 世代的列车。


三星也在2019年3月6日宣布正式量产首款商用的eMRAM(嵌入式磁随机存取存储器),采用三星的28FDS(28nm FD-SOI,耗尽型绝缘层上硅)工艺制造


三星当时宣布,将在2019年扩大其高密度非易失性存储器解决方案的选择范围,包括推出1Gb的eMRAM的测试芯片。并且宣称他们基于28FDS工艺的eMRAM技术能提供更低的成本和功耗,在写入速度上也更具优势。其物理特性决定在写入数据前不需要擦除周期,写入速度比现在的eFlash快1000倍。eMRAM在工作时电压比eFlash更低,所以功耗更低。


为什么都在研究eMRAM?


据了解,作为常用的eFlash闪存技术的发展到了瓶颈期,这种基于电荷存储方式的存储器已经面临了很多挑战。而eMRAM作为基于电阻的存储方式在非易失性,随机访问等方面拥有比eFlash更好的表现。


eMRAM综合了RAM内存、NAND闪存的新型非易失性存储介质断电后不会丢失数据,写入速度则数千倍于闪存,可以兼做内存和硬盘,甚至统一两者。同时很关键的是,它对制造工艺要求低,良品率也高得多,可以更好地控制成本,成品价格自然不会太离谱。


MRAM主要利用磁致电阻的变化来表示二进制的0和1,从而实现数据的存储,是一种非易失性存储技术,这意味着即使断电情况下,它仍然会保留住信息,同时它还有不输于DRAM的容量密度及使用寿命,平均能耗也远低于DRAM。由于不管是DRAM内存还是NAND闪存,制程微缩已遭遇瓶颈,相对地,MRAM未来制程微缩仍有许多发展空间,MRAM因此备受期待,认为可以取代DRAM内存和NAND闪存。


经过十余年的发展,eMRAM 技术终于在 2018 年下半年进入成熟期,行业市场普遍接纳了其作为 28nm 及以下工艺节点嵌入式存储技术的最佳解决方案。eMRAM 得益于其优良的技术特性,便成为了 eFlash 和 eSRAM (L3 及以下层级的缓存应用)的最佳替代方案。正是因为其巨大的市场潜力,eMRAM获得了晶圆代工厂的青睐,这也是格芯、英特尔、三星等晶圆代工厂都纷纷投入研究eMRAM的原因。

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