目前有數家芯片製造商,正致力於開發創新出名爲STT-MRAM的新一代存儲器技術,然而這項技術仍存在其製造和測試等面向存在着諸多挑戰.STT-MRAM（又稱自旋轉移轉矩MRAM技術）具有在單一元件中,結合數種常規存儲器的特性而獲得市場的高度重視.在多年來的發展中發現,STT-MRAM具備了SRAM的速度與快閃存儲器的穩定性與耐久性.STT-MRAM是透過電子自旋的磁性特性,在芯片中提供非揮發性儲存的功能.
STT-MRAM深受市場關注
儘管,STT-MRAM這項技術看起來雖然有其優勢,卻也高度複雜,這就是爲什麼它的發展歷程遠比預期的時間還更長.包括三星、臺積電、英特爾、GlobalFoundries等,都正在持續開發STT-MRAM技術.儘管如此芯片製造商在其晶圓設備上面臨到一些挑戰,例如必須改進現有的生產設備,並將其升級到支援28nm或22nm甚至更新的納米制程.
圖一:MRAM結構圖
ERERSPIN MRAM芯片特性
•MRAM讀取/寫入週期時間：35ns；
•真正無限次擦除使用；
•業內最長的壽命和數據保存時間----超過20年的非揮發特性；
•單芯片最高容量爲16Mb；
•快速、簡單接口----16位或8位並行SRAM、40MHz高速串行SPI接口；
•具有成本效益----簡單到只有一個晶體管、一個磁性穿隧結(1T-1MTJ)位單元；
•最佳等級的軟錯誤率----遠比其它內存優異；
•可取代多種存儲器----集閃存、SRAM、EEPROM、nvRAM、以及BBSRAM的功能於一身；
•具備商業級、工業級、擴展級和汽車級的可選溫度範圍；
•符合RoHS規範：無電池、無鉛；
•小封裝：TSOP、VGA、DFN.
在生產過程中測試也將發揮關鍵的作用.STT-MRAM需要新的測試設備,用於測試其磁場狀況.除此之外還包括在生產流程中的不同位置,例如晶圓廠中的生產階段、測試平臺、或者後測試等,都需要更爲嚴格的檢測流程.
STT-MRAM不止能夠高速運行,其特色在於即使電源關閉了也能保留數據,並且功耗也非常低.由於這些特性使得STT-MRAM十分適合應用於嵌入式存儲器市場,而包括PC、行動設備等儲存裝置,也都十分關注STT-MRAM的發展腳步.
即便如此挑戰仍然存在.當MRAM芯片在強磁場中運作時,MRAM測試就會產生新的狀況.在非磁性的儲存設備中,不必擔心這一點.然而對於MRAM來說,環境中的磁場就成了一個新的考量因素.通常在操作期間需要利用強磁場來干擾STT-MRAM,這是需要經過驗證並加以解決的問題.產業界目前正密切關注STT-MRAM,因爲該儲存技術已經開始被嵌入式領域的客戶用於產品設計階段的導入.