向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

MRAM能否维持高价取决于生态系统和制造工艺创新

时间:2019-11-27 作者:Gary Hilson 阅读:
在所有不断涌现的存储器中,MRAM似乎最有可能被广泛采用。而这种情况是否会很快发生,既取决于制造工艺的进步,也取决于支持分立和嵌入式MRAM器件技术的生态系统的改善。

在所有不断涌现的存储器中,MRAM似乎最有可能被广泛采用。而这种情况是否会很快发生,既取决于制造工艺的进步,也取决于支持分立和嵌入式MRAM器件技术的生态系统的改善。KAzEETC-电子工程专辑

据Objective Analysis和Coughlin Associates发表的最新年度报告《Emerging Memories Ramp Up》显示,MRAM、PCRAM和ReRAM已经发展到了一个关键期,较之以往,在更多应用中表现的十分重要。然而,该报告的作者之一Thomas Coughlin表示,从工艺和材料角度来看,MRAM也面临一系列制造业上的挑战,因为它所使用的材料和工艺和传统的CMOS制造不同。KAzEETC-电子工程专辑

“目前,MRAM是在单独的晶圆厂作为“后端生产线”(BEOL)工艺来生产的,需要一些传统CMOS制造工艺没有使用的新设备,诸如离子束蚀刻和新的溅射靶之类。”他说,要想降低嵌入式MRAM产品的成本,其制造就需要进入CMOS晶圆厂,成为常规器件生产的一部分。KAzEETC-电子工程专辑

Coughlin说,除了将MRAM进一步纳入制造链外,它和其它半导体制造工艺一样,质量控制和产量提高将是持续的挑战和机遇,而所有大型半导体代工厂都将MRAM内存作为嵌入式产品的一个选项,这一点非常重要。“通过将MRAM集成到其嵌入式产品中,并将MRAM作为常规器件引入大批量生产流程,产量和质量问题将会得到解决,专门用于生产MRAM的独有工具也将变得更加常见,并更多地嵌入到代工生产中。这样就能降低成本,并增加可用性。”KAzEETC-电子工程专辑

设备制造商之一应用材料(Applied Materials)最近宣布了其平台的更新,专门解决MRAM所特有的挑战,包括对新材料的需求。该公司已经将Endura平台从一个单一工艺系统发展成为一个集成的工艺系统,作为其新兴内存(包括MRAM)材料工程基础的一部分。KAzEETC-电子工程专辑

KAzEETC-电子工程专辑

Applied Materials扩展其Endura平台,来应对MRAM制造带来的材料沉积挑战(来源:Applied Materials)KAzEETC-电子工程专辑

Applied Materials的金属沉积产品副总裁Kevin Moraes称,MRAM面临的最大制造挑战与堆叠的复杂性和所需的层数有关——超过30层。“之所以相当复杂,是因为不同的层有多种用途。”从根本上来说,MRAM基本上是由小而窄的磁铁组成的,因此需要不受任何外部磁场影响的磁性材料来保持一定的方向(包括底部参考层)。KAzEETC-电子工程专辑

Moraes表示,这种堆叠也有一些材料方面以及用作阻挡层或种子层的多个层,然后是极薄的MgO层,这是制作隧道结的固有层,也是MRAM堆叠的核心。“但是因为这个阻挡层非常薄,所以也有可能会轻易崩溃,”他说道,“需要很完美才行。它需要有很多层、很多材料保护的能力。你得确保这种精度以便准确地沉积正确的厚度。”KAzEETC-电子工程专辑

Spin Memory的业务开发高级副总裁Jeff Lewis称,Applied Materials已经与Endura达成共识,沉积质量对于MRAM器件本身的性能来说至关重要,并且通常来说,代工厂已经构建好了一系列工具,确保MRAM能够投入生产。他说,这有助于创造一个环境,让企业可以专门为人工智能和物联网(IoT)应用来设计MRAM器件,其持久性、电源门控和电源管理非常关键。“MRAM有一些独特的功能特性。”KAzEETC-电子工程专辑

Lewis称,这些独特功能可以让MRAM替换现有内存,比如SRAM,或者共同创建新的用例。Spin Memory正在设法使MRAM尽可能地和SRAM相像,二者的价值定位相同,但是在相同的占位面积内,MRAM能提供三到四倍多的内存,而且不会有SRAM带来的任何泄漏情况出现。然而,不断改进材料非常重要,Spin Memory正在采用一种适用于任何磁隧道结的电路级方法,他说,这种方法能让其在耐久性方面得到重大改进,从而提高性能。KAzEETC-电子工程专辑

20191127-201.jpgKAzEETC-电子工程专辑
Everspin公司生产的MRAM有两种类型——切换MRAM和STT MRAM。STT MRAM需要控制器启用或FPGA,该公司也一直在通过其伙伴关系发展其生态系统。(来源:Everspin)KAzEETC-电子工程专辑

与此同时,Everspin全球销售副总裁Troy Winslow表示, 该公司与GlobalFoundries有着悠久的合作历史,而且十多年来,通过不断改进,对其工厂进行微调优化。“这让我们能迅速积累并将这些经验传授给GlobalFoundries。”该公司生产的MRAM有两种类型——切换MRAM和STT MRAM,后者需要控制器启用或FPGA。KAzEETC-电子工程专辑

“我们会继续发展我们的生态系统,来支持STT市场,并提供简单、快速的上市实施计划,从而让市场采用我们的工艺技术。”KAzEETC-电子工程专辑

在2019年的闪存峰会上,Everspin公布了和几个合作伙伴的合作情况:Phison Electronics和Sage Microelectronics将为其1 Gb STT-MRAM内存提供本地支持,而Cadence Design Systems将为Everspin的1 Gb STT-MRAM提供DDR4设计IP和验证IP (VIP)支持。这些合作将使系统设计人员可以选择使用标准控制器,利用FPGA设计或构建自己的SoC / ASIC,从而在产品中使用STT-MRAM。KAzEETC-电子工程专辑

Coughlin称,支持MRAM的生态系统,能够有助于降低成本。“拥有能够管理包含MRAM器件的第三方控制器,将有助于更多的公司参与在其系统中使用MRAM,从而提高MRAM的总体产量和需求,并降低MRAM存储器的成本。”他认为,MRAM的最大潜能是在嵌入式应用方面。“将MRAM移植到嵌入式应用中,将迫使代工厂将MRAM制造转移到传统的CMOS器件制造中。这虽然带来了挑战,但也为MRAM的成本降低及其普及带来了巨大的机遇。”KAzEETC-电子工程专辑

尽管价格会影响采用何种内存,Winslow称,如果稍微溢价导致总体拥有成本降低,MRAM并不一定要比现有内存便宜。他认为,MRAM会遵循SSD的发展原则,SSD比硬盘驱动器昂贵得多,但是能够创造一个新市场,也是因为它们能够在某些应用中具有特别的价值。“我们的客户会逐渐看到,其价值不在于成本,这是一个总拥有成本的价值诉求。他们能够清楚地说明并证明,支付比现有技术更高的价格来购买MRAM是合理的。”KAzEETC-电子工程专辑

本文为《电子工程专辑》11月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。点击申请免费杂志订阅KAzEETC-电子工程专辑

责编:Yvonne GengKAzEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Gary Hilson
EE Times特约编辑。Gary Hilson是一位自由撰稿人和编辑,曾为北美地区的印刷和电子出版物撰写过大量稿件。 他感兴趣的领域包括软件、企业级和网络技术、基础研究和教育市场,以及可持续交通系统和社会新闻。 他的文章发表于Network Computing,InformationWeek,Computing Canada,Computer Dealer News,Toronto Business Times,Strategy Magazine和Ottawa Citizen。
您可能感兴趣的文章
  • 全球首创,清大团队突破 MRAM 技术瓶颈 台湾科技部在14日发表由清华大学团队研发出的最新磁阻式随机存取内存(MRAM)技术,称对半导体产业发展将有决定性的影响力。
  • ReRAM卡位车用内存市场 看好汽车市场为越来越多的新兴内存带来潜在商机,业界内存供应商正积极升级其内存性能,以符合汽车等更高可靠性应用...
  • 摩尔定律已死,AI万岁? 随着摩尔定律的脚步放缓,人工智能(AI)正成为半导体产业的新指导原则。接下来,从材料到组件——硬件、软件与系统——都必须以全新途径展开更多的协作...
  • 几种能令嵌入式应用焕发新生的新型内存 新兴内存可望在嵌入式应用中找到大量市场,取代在微控制器(MCU)与ASIC中储存程序代码的NOR闪存(flash)。
  • 研究机构/新创公司联手优化AI芯片设计 Imec正在打造一款采用单位元精度的深度学习推论芯片原型,并期望在明年收集采用创新数据型态与架构的客户端装置有效性数据...
  • 低功耗MCU设计开始采用MRAM 目前在微控制器(MCU)上采用MRAM等新兴内存并不普及,主要是因为这些新技术的成本比起NOR闪存或SRAM更高。不过,随着工艺微缩超过14nm,预计情况将会发生变化…
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告