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新型存储器的技术趋势与挑战

2022-07-19 13:47:44

STT-MRAM当前的发展似乎很不错,参与这项技术研发的企业和机构当前已经囊括了Everspin、GlobalFoundries、Avalanche、索尼、美光、Imec、CEA-LETI、美国应用材料、三星、富士通、IBM、台积电、Spin Transfer Technologies等。
 
新型存储器主要包含了MRAM(STT-MRAM)、XPoint、ReRAM、FeRAM、PCRAM/Xpoint等。某些新型存储器介质和材料本身也有更多元的应用,比如说ReRAM可能会成为存内计算的未来,MRAM可用作CPU的die内cache,XPoint应用于SCM存储级内存等。
 
Ambiq公司的Apollo Blue系列MCU在台积电22ULL工艺的支持下携有eMRAM。而GlobalFoundries基于22nm FDSOI的eMRAM,应用在了GreenWave的AI处理器上。以及材料和工艺技术上各家的一些差异,
 
Avalanche MRAM还在用旧的多晶硅栅和L型spacer间隔层,Everspin则往high-k栅极介电层(gate dielectrics)加入了镧;三星和台积电的MRAM栅极结构有gate-first HKMG和gate-last HKMG工艺之分等等。
 
其他新型存储器技术方面,富士通的8Mb ReRAM是全球密度最高、单独量产的ReRAM产品;基于45nm CMOS工艺,相比此前旧工艺的4Mb ReRAM产品有了相当大的存储密度提升和die size的缩减。XPoint技术的知名市场参与者自然就是Intel了,第二代XPoint存储器已经应用到了市场上,4堆栈的PCM/OTS层结构。
 
新型存储器件发展的基础就在于更出色的性能或效率——性能除了速度之外也包括数据保持时间、寿命之类的指标。只不过“新型”未大规模普及的原因无非在于成本还没能像传统器件那样降下来,尤其新型材料造成工艺兼容性方面的一些挑战。3D NAND显然在单位成本内的容量方面仍然有着优势。


本文关键词:STT-MRAM,MRAM,FeRAM


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