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新型存儲器的技術趨勢與挑戰

2022-07-19 13:47:44

STT-MRAM當前的發展似乎很不錯,參與這項技術研發的企業和機構當前已經囊括了Everspin、GlobalFoundries、Avalanche、索尼、美光、Imec、CEA-LETI、美國應用材料、三星、富士通、IBM、臺積電、Spin Transfer Technologies等。
 
新型存儲器主要包含了MRAM(STT-MRAM)、XPoint、ReRAM、FeRAM、PCRAM/Xpoint等。某些新型存儲器介質和材料本身也有更多元的應用,比如說ReRAM可能會成為存內計算的未來,MRAM可用作CPU的die內cache,XPoint應用于SCM存儲級內存等。
 
Ambiq公司的Apollo Blue系列MCU在臺積電22ULL工藝的支持下攜有eMRAM。而GlobalFoundries基于22nm FDSOI的eMRAM,應用在了GreenWave的AI處理器上。以及材料和工藝技術上各家的一些差異,
 
Avalanche MRAM還在用舊的多晶硅柵和L型spacer間隔層,Everspin則往high-k柵極介電層(gate dielectrics)加入了鑭;三星和臺積電的MRAM柵極結構有gate-first HKMG和gate-last HKMG工藝之分等等。
 
其他新型存儲器技術方面,富士通的8Mb ReRAM是全球密度最高、單獨量產的ReRAM產品;基于45nm CMOS工藝,相比此前舊工藝的4Mb ReRAM產品有了相當大的存儲密度提升和die size的縮減。XPoint技術的知名市場參與者自然就是Intel了,第二代XPoint存儲器已經應用到了市場上,4堆棧的PCM/OTS層結構。
 
新型存儲器件發展的基礎就在于更出色的性能或效率——性能除了速度之外也包括數據保持時間、壽命之類的指標。只不過“新型”未大規模普及的原因無非在于成本還沒能像傳統器件那樣降下來,尤其新型材料造成工藝兼容性方面的一些挑戰。3D NAND顯然在單位成本內的容量方面仍然有著優勢。


本文關鍵詞:STT-MRAM,MRAM,FeRAM


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