非易失性MRAM诞生过程

Posted 2020-11-27

MRAM技术是以可沉积在标准逻辑制程上的磁性隧道结 (MTJ)储存单元为基础，MTJ中包含了一个维持单一极性方向的固定层，和一个通过隧道结与其隔离的自由层。当自由层被施予和固定层相同方向的极化时，MTJ的隧道结便会显现出低电阻特性。而当自由层被施予反方向的极化时，MTJ便会有高电阻。此一磁阻效应可使MRAM不需改变内存状态，便能快速读取数据。在MRAM存储器中有一个富含创造性的设计，这也是EVERSPIN的专利。

在MRAM的诞生过程中，设计的难点和关键节点，在于一个小电流通过“自由层”，并使之翻转，与固定层的极化方向相反或者相同。但是MRAM操作窗口特别小，即使很小的电流扰动也会造成错误。为此MARM的产品化道路一度陷入低迷。

在2004初一个俄裔的工程师公布他提出的新的MRAM结构和写入方法(TOGGLE MRAM)，人们才重新燃起了对MRAM的希望。SONY 和 MOTORALA 马上拿出了第一手的实验数据. 实验证明TOGGLE MRAM具有相当大的操作窗口。另一个重大突破是2004年末IBM 和日本一家公司同时宣布拿到了300%的MTJ信号。2004年在业界是非常激动人心的时刻，这一系列的突破暗示着MRAM的曙光就在眼前。

现在MRAM有很多优异的指标，但是并非完美。它的存储密度和容量决定了它尚不能更大范围的替代其他存储器产品。但是根据摩尔定律，芯片尺寸会越来越小，这也是为什么很多人都认为DRAM快走到了它生命周期的尽头。PCM存储器的存储密度远远高于MRAM和DRAM。在未来的五年里，它将是MRAM有力的竞争对手。