格芯宣布eMRAM已投入生產(chǎn)，為何晶圓代工廠都在研究eMRAM？

格芯今日宣布基于其22nm FD-SOI(22FDX)平臺(tái)的嵌入式、磁阻型非易失性存儲(chǔ)器(eMRAM)已投入生產(chǎn)。格芯正在接洽多家客戶，計(jì)劃2020年安排多次生產(chǎn)流片。

此次公告是一個(gè)重要的行業(yè)里程碑，表明eMRAM可在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、通用微控制器、汽車、終端人工智能和其他低功耗應(yīng)用中作為先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的高性價(jià)比選擇。

格芯的eMRAM產(chǎn)品旨在替代高容量嵌入式NOR閃存(eFlash)，幫助設(shè)計(jì)人員擴(kuò)展現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)和微控制器單元架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)28nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的功率和密度優(yōu)勢(shì)。

格芯表示，該款eMRAM是一款可靠的多功能嵌入式非易失性存儲(chǔ)器(eNVM)，已通過(guò)了5次嚴(yán)格的回流焊實(shí)測(cè)，在-40℃至125℃溫度范圍內(nèi)具有100,000次使用壽命和10年數(shù)據(jù)保存期限。FDX eMRAM解決方案支持AEC-Q100 2級(jí)設(shè)計(jì)，且還在開(kāi)發(fā)工藝，預(yù)計(jì)明年將支持AEC-Q100 1級(jí)解決方案。

eMRAM是一種可擴(kuò)展功能，預(yù)計(jì)將在FinFET和未來(lái)的FDX平臺(tái)上推出，作為公司先進(jìn)eNVM路線圖的組成部分。格芯位于德國(guó)德累斯頓1號(hào)晶圓廠的先進(jìn)300mm產(chǎn)品線將為MRAM22FDX的量產(chǎn)提供支持。

Intel、三星也在研究eMRAM

除了格芯，Intel、三星多年來(lái)一直都在研究eMRAM。

2019年2月有報(bào)告顯示，英特爾自己的商用MRAM（磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）已經(jīng)準(zhǔn)備好大批量生產(chǎn)。

當(dāng)時(shí)，英特爾工程師Ligiong Wei在論文中說(shuō)，英特爾嵌入式MRAM技術(shù)可在200攝氏度下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)10 年的記憶期，并可在超過(guò)100萬(wàn)個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)持久性。MRAM省電的特性，意味著英特爾嵌入式MRAM將很有可能先用于移動(dòng)設(shè)備上。

并且嵌入式 MRAM 被認(rèn)為特別適用于例如物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備之類的應(yīng)用，也趕搭上 5G 世代的列車。

三星也在2019年3月6日宣布正式量產(chǎn)首款商用的eMRAM（嵌入式磁隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），采用三星的28FDS（28nm FD-SOI，耗盡型絕緣層上硅）工藝制造。

三星當(dāng)時(shí)宣布，將在2019年擴(kuò)大其高密度非易失性存儲(chǔ)器解決方案的選擇范圍，包括推出1Gb的eMRAM的測(cè)試芯片。并且宣稱他們基于28FDS工藝的eMRAM技術(shù)能提供更低的成本和功耗，在寫入速度上也更具優(yōu)勢(shì)。其物理特性決定在寫入數(shù)據(jù)前不需要擦除周期，寫入速度比現(xiàn)在的eFlash快1000倍。eMRAM在工作時(shí)電壓比eFlash更低，所以功耗更低。

為什么都在研究eMRAM？

據(jù)了解，作為常用的eFlash閃存技術(shù)的發(fā)展到了瓶頸期，這種基于電荷存儲(chǔ)方式的存儲(chǔ)器已經(jīng)面臨了很多挑戰(zhàn)。而eMRAM作為基于電阻的存儲(chǔ)方式在非易失性，隨機(jī)訪問(wèn)等方面擁有比eFlash更好的表現(xiàn)。

eMRAM綜合了RAM內(nèi)存、NAND閃存的新型非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)斷電后不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，寫入速度則數(shù)千倍于閃存，可以兼做內(nèi)存和硬盤，甚至統(tǒng)一兩者。同時(shí)很關(guān)鍵的是，它對(duì)制造工藝要求低，良品率也高得多，可以更好地控制成本，成品價(jià)格自然不會(huì)太離譜。

MRAM主要利用磁致電阻的變化來(lái)表示二進(jìn)制的0和1，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，是一種非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，這意味著即使斷電情況下，它仍然會(huì)保留住信息，同時(shí)它還有不輸于DRAM的容量密度及使用壽命，平均能耗也遠(yuǎn)低于DRAM。由于不管是DRAM內(nèi)存還是NAND閃存，制程微縮已遭遇瓶頸，相對(duì)地，MRAM未來(lái)制程微縮仍有許多發(fā)展空間，MRAM因此備受期待，認(rèn)為可以取代DRAM內(nèi)存和NAND閃存。

經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，eMRAM 技術(shù)終于在 2018 年下半年進(jìn)入成熟期，行業(yè)市場(chǎng)普遍接納了其作為 28nm 及以下工藝節(jié)點(diǎn)嵌入式存儲(chǔ)技術(shù)的最佳解決方案。eMRAM 得益于其優(yōu)良的技術(shù)特性，便成為了 eFlash 和 eSRAM （L3 及以下層級(jí)的緩存應(yīng)用）的最佳替代方案。正是因?yàn)槠渚薮蟮氖袌?chǎng)潛力，eMRAM獲得了晶圓代工廠的青睞，這也是格芯、英特爾、三星等晶圓代工廠都紛紛投入研究eMRAM的原因。

電子發(fā)燒友綜合報(bào)道，參考自超能網(wǎng)、格芯官微，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明上述來(lái)源和出處。