深入探索MRAM的原理與技術

MRAM是一種非易失性的磁性隨機存儲器。它擁有靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）的高速讀取寫入能力;以及動態(tài)隨機存儲器（DRAM）的高集成度，而且基本上可以無限次地重復寫入。

MRAM特性

●MRAM讀/寫周期時間：35ns;

●真正無限次擦除使用;

●業(yè)內(nèi)最長的壽命和數(shù)據(jù)保存時間——超過20年的非易失特性;

●單芯片最高容量為16Mb;

●快速、簡單接口——16位或8位并行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(jié)（1T-1MTJ）位單元;

●最佳等級的軟錯誤率——遠比其它內(nèi)存優(yōu)異;

●可取代多種存儲器——集Flash、SRAM、EEPROM、DRAM的功能于一身;●具備商業(yè)級、工業(yè)級、擴展級和汽車級的可選溫度范圍;

●符合RoHS規(guī)范：無電池、無鉛;

●小封裝：TSOP、VGA、DFN

MRAM的存儲原理

MRAM是以磁性隧道結(jié)（MTJ）儲存單元為基礎。MTJ中包含了一個維持單一極性方向的固定層，和一個通過隧道結(jié)與其隔離的自由層。當自由層被施予和固定層相同方向的極化時，MTJ的隧道結(jié)便會顯現(xiàn)出低電阻特性;反之MTJ便會有高電阻。此磁阻效應可使MRAM不需改變內(nèi)存狀態(tài)，便能快速讀取數(shù)據(jù)。當流經(jīng)兩金屬線的電流足以切換MTJ的磁場時，在兩金屬線交點的MTJ就會被極化（寫入）。此過程能以SRAM的速度完成。

MRAM的優(yōu)勢

優(yōu)勢一：

其采用的磁性極化的方式與傳統(tǒng)的電荷存儲方式不同，有效避免了電荷漏電的問題，從而保證數(shù)據(jù)能夠在寬廣的溫度范圍內(nèi)被長期保存。

優(yōu)勢二：

兩個狀態(tài)間的磁性極化切換不會涉及到實際的電子或原子移動，因此不會有耗損機制的存在。

優(yōu)勢二：

兩個狀態(tài)間的磁性極化切換不會涉及到實際的電子或原子移動，因此不會有耗損機制的存在。

非易失性存儲器-串行mram

典型電路示例—MR25H40 4Mbit MRAM

非易失性存儲器-并行mram

典型電路示例—MR2A16A 256K×16 MRAM

非易失性存儲器-MRAM選型

MRAM使用問題

MRAM是一種鐵磁性存儲器，在使用的時候，應盡量避免與強磁性物質(zhì)否則高壓大電流導體進行短距離接觸，否則容易導致內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失甚至是芯片損壞。

Everspin是專業(yè)設計和制造MRAM和STT-MRAM的翹楚，其市場和應用領域涉及數(shù)據(jù)持久性和完整性，低延遲和安全性至關重要。Everspin在數(shù)據(jù)中心，云存儲，能源，工業(yè)，汽車和運輸市場中部署了超過1.2億個MRAM和STT-MRAM產(chǎn)品，為MRAM用戶奠定了強大的基礎。Everspin一級代理英尚微電子可為用戶提供驅(qū)動和例程等技術方面支持。

審核編輯：黃飛