STT-MRAM的應(yīng)用前景

STT-MRAM是一種顛覆性技術(shù)，可以在從消費(fèi)電子和個人計(jì)算機(jī)到汽車和醫(yī)療，軍事及太空等許多領(lǐng)域，改變產(chǎn)品的性能。它還有潛力在半導(dǎo)體工業(yè)中創(chuàng)造新的領(lǐng)域，并使尚未設(shè)想的全新產(chǎn)品成為可能。STT-MRAM在關(guān)鍵的初始市場上已取代嵌入式技術(shù)（eSRAM，eFlash和DRAM），并提供65nm及更高的新功能。在汽車應(yīng)用中比eFlash具有更高的速度和更低的功耗，并且比eSRAM密度更高。
 
在便攜式和手機(jī)應(yīng)用中，它可以消除多芯片封裝（MCP），提供統(tǒng)一的內(nèi)存子系統(tǒng)，并降低系統(tǒng)功耗以延長電池壽命。在個人計(jì)算機(jī)中可以代替SRAM用于高速緩存，閃存用于非易失性緩存以及PSRAM和DRAM用于高速程序執(zhí)行。
 
如今STT-MRAM可以在許多嵌入式應(yīng)用中替代NOR閃存和SRAM。非易失性存儲使用NOR閃存存儲代碼，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊RAM充當(dāng)緩沖區(qū)或高速緩存。例如低端手機(jī)同時使用NOR和SRAM，可以很容易地用單個STT-MRAM芯片替換它們。
 
將STT-MRAM與最新的通用存儲候選進(jìn)行比較，STT-MRAM的讀寫時間分別為2到20納秒（ns），而相變RAM（PRAM）的讀取時間為20到50ns，寫入的時間為30ns。此外STT-MRAM的耐久性在>1015時不受限制，而PRAM小于1012。
 
盡管這不是一項(xiàng)新技術(shù)，但PRAM最近受到了相當(dāng)大的關(guān)注。許多領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司都在PRAM上進(jìn)行投資并開發(fā)自己的IP。盡管它是令人欽佩的技術(shù)，但與STT-MRAM相比，PRAM具有有限的耐用性和較慢的速度。
 
硫族化物材料通常為Ge2Sb2Te5，也稱為GST，用于PRAM中進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。PRAM通過施加熱量來利用硫?qū)僭鼗颎ST的結(jié)晶態(tài)和非晶態(tài)之間的可逆相變，其中結(jié)晶GST具有低電阻率，非晶GST具有高電阻率。數(shù)據(jù)“0”對應(yīng)于結(jié)晶態(tài)，而數(shù)據(jù)“1”對應(yīng)于非晶態(tài)。
 
狀態(tài)之間的切換時間大于20ns，這意味著PRAM無法取代SRAM，因?yàn)樗倪\(yùn)行速度相當(dāng)慢。重置位狀態(tài)所需的時間必須較長。如果不是則相變材料冷卻太快而無法達(dá)到結(jié)晶狀態(tài)。由于相的不斷變化和施加到其上的熱量，會導(dǎo)致材料劣化，因此耐久性有限。
 
RRAM或電阻式存儲器依賴于電場引起的電阻變化。與PRAM相比，它處于更早期的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，但是在可靠性和耐用性方面也遭受類似的問題。此外許多建議的RRAM材料中涉及的切換機(jī)制還沒有得到很好的理解。
 
FRAM或鐵電RAM使用鐵電材料存儲極化。它遭受有限的讀取耐久性和破壞性讀取過程。同樣它的耐用性約為1012個周期，雖然適用于閃存更換，但不能用作通用內(nèi)存。
 
Everspin Technologies，Inc是設(shè)計(jì)制造和商業(yè)銷售離散和嵌入式磁阻RAM（MRAM）和自旋傳遞扭矩MRAM（STT-MRAM）的翹楚，其市場和應(yīng)用領(lǐng)域涉及數(shù)據(jù)持久性和完整性，低延遲和安全性至關(guān)重要。Everspin MRAM廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心，云存儲和能源及工業(yè)和汽車市場中。Everspin代理商英尚微電子支持提供產(chǎn)品應(yīng)用解決方案等技術(shù)支持。  
 

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