Freescale抢攻MRAM新技术,大规模商用为时尚早？

Mark DeVoss

iSuppli Flash/SRAM/MCP业务部高级分析师

日前,Freescale Semiconductor公司宣布推出基于磁阻随机存取内存(MRAM)的首款商用芯片。虽然离大规模采用还有不少障碍,但iSuppli公司相信这将在很大程度上推进MRAM技术的发展。

Freescale表示,其新款4 Mb密度MRAM器件结合了目前多种存储器技术的优点。MRAM使用磁极化来存储数据,磁阻的改变代表着二进制状态的变化,而不是指定的电荷水平。这与其他主流存储技术不同,比如SRAM、DRAM和闪存。

Freescale宣称其新器件平衡了读写速度,均达到类似于DRAM的35ns水平。该器件也有类似DRAM和闪存的单元密度,但是不会出现DRAM的渗漏问题。同时,这款MRAM器件也可以像DRAM或SRAM一样具有持久性,并综合了闪存的非易失性。

MRAM技术已经出现几年时间,还未进入主流商业应用存在不同的原因。但是两个主要原因是:MRAM按每比特计算的成本不具备竞争力,以及难以集成到标准CMOS工艺过程中。

Freescale采用了一个创新的MRAM单元结构来解决成本问题,加上称为“触发器”的位结构,可以将一个单元稳定在1或者0的状态中,无需额外的控制晶体管,进而提供了一个优化的比特位单元解决方案。

对于工艺过程的集成问题,工艺流程后期集成MRAM模块,最大限度的减少对标准CMOS逻辑处理的影响。据Freescale表示,MRAM模块不破坏标准半导体过程,将推动未来MRAM发展成基本的CMOS技术。

iSuppli认为,Freescale推出最初商用MRAM将给人深刻印象,代表着重要的技术进步。然而,MRAM存储器离大规模采用还为时尚早。Freescale已经克服了一些技术曾困扰其竞争者的障碍,然而在其产品成为主流存储方式之前,Freescale仍然有一段很长的路要走。

iSuppli相信,Freescale技术的短期内真正价值不是替换现有独立内存,在这个领域每存储单位的成本竞争异常激烈。进一步说,这种产品的机会出现在系统级芯片(SOC)设计中。作为SOC的一部分,Freescale的技术可用于在高集成度处理单元中的高密度存储器,Freescale可以通过提供解决方案或向其他公司授权许可。

国际半导体技术发展路线图(The International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS)表示,目前SoC设计模片区(die area)面积中最高达50%为嵌入式存储器,通常为SRAM。在不远的将来,这个数字可能会提高到超过70%。目前,Freescale公司采用180纳米技术的MRAM读/写速度为35ns,对于L1缓存来说太慢。但对于某些微处理器来说,用于更低级别的缓存也许够用。作为技术改进,MRAM的性能表现应该被提高到L1级别。

iSuppli确信,Freescale的MRAM产品肯定会在将来进入独立内存市场。然而,现在MRAM高价格和较低密度,将它限制在某些特定的利基应用(niche application)中,像需要电池供电的SRAM一样。另外,作为关键应用的后备系统,可以凸现其高性能、耐久性和非易失性,成为高成本解决方案的选择之一。

目前多种正处于研发的技术当中,MRAM是现在惟一有望在未来成为主流内存的技术,这些技术需要经历多种考验,密度、性能、持久性、非易失性以及成本低廉。

Freescale的成就在于让MRAM技术从众多内存技术中脱颖而出,朝向普遍接受的内存方向发展。随着MRAM开发进展,不仅Freescale公司,其它众多竞争者的产品也在瞄准MRAM成为通用存储器的长期目标。