في المؤتمر الدولي الرابع والستين للأجهزة الإلكترونية (IEDM) ، عرضت إنتل وسامسونغ ، الشركتان الرائدتان في مجال أشباه الموصلات في العالم ، تكنولوجيات جديدة في عملية MRAM المدمجة في عملية تصنيع الرقائق المنطقية.

MRAM (ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسي) هي تقنية ذاكرة غير متطايرة تم تطويرها منذ التسعينيات. هذه التقنية قريبة من قدرة القراءة والكتابة عالية السرعة للذاكرة العشوائية الثابتة ، مع ذاكرة فلاش غير متطايرة ، وكثافة سعة وعمر بدون DRAM ، ولكن متوسط ​​استهلاك الطاقة أقل بكثير من DRAM ، وبشكل أساسي غير محدود. اكتب مرارا وتكرارا.

وقالت إنتل إن تقنية MRAM المدمجة يمكنها تحقيق ما يصل إلى 10 سنوات من الذاكرة عند 200 درجة مئوية وتحقق المثابرة في أكثر من 106 دورة تحويل. وفي عملية 22 FFL ، تصف Intel الملامح الرئيسية لذاكرات الدوران STT-MRAM (MRAM المستندة إلى الدوران) غير المتطايرة. ووصفتها شركة إنتل بأنها "أول تقنية MRAM قائمة على تقنية FinFET.

يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا مساوية لمرحلة "الاستعداد للإعداد". لم تكشف Intel عن معلومات العملية لأي من عملاء OEM ، ولكن من مجموعة متنوعة من المصادر ، تم اعتماد هذه التقنية بالفعل في المنتجات التي يتم شحنها حاليًا.

أما بالنسبة لشركة Samsung ، فإنها تدعي أيضًا أن ذاكرة MRAM سعة 8 ميجابايت لها عمر بطارية يبلغ 106 وفترة ذاكرة تبلغ 10 سنوات. سيتم استخدام تقنية Samsung مبدئيًا في تطبيقات إنترنت الأشياء. وقال يون جونغ سونغ ، كبير المهندسين في مركز سامسونج للأبحاث والتطوير ، إنه يجب تحسين الموثوقية قبل استخدامها في التطبيقات الصناعية والسيارات. لقد نجحت شركة Samsung في نقل التكنولوجيا من المختبر إلى المصنع وستقوم بتسويقها في المستقبل القريب.

كما أعلنت سامسونج عن منصة FDSOI 28nm التي تعتبر STT-MRAM حاليًا أفضل تقنية MRAM من حيث قابلية التوسع ، والاعتماد على الشكل ، والقابلية المغناطيسية.

ما هو MRAM؟

وفقًا لتقنية EETIME ، تم تطوير تقنية MRAM منذ التسعينات ، ولكنها لم تحقق نجاحًا تجاريًا واسع النطاق حتى الآن. وقال يون جونغ سونغ ، كبير مهندسي مركز سامسونج للبحث والتطوير: "أعتقد أن الوقت قد حان لعرض نتائج التصنيع والتسويق لـ MRAM!" سونغ هو أيضا المؤلف الرئيسي لأوراق الشركة في IEDM.

مع استمرار الصناعة في التحرك نحو عقد أصغر للتكنولوجيا ، تواجه الذاكرة الفلاشية DRAM و NAND تحديات الصدمات الدقيقة الصعبة ، وينظر إلى MRAM كمكون بديل مستقل من المتوقع أن يحل محل رقائق الذاكرة هذه. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر هذه الذاكرة غير المتطايرة تقنية مضمنة جذابة نظرًا لوقت القراءة / الكتابة السريعة ، والتحمل العالي ، والاحتفاظ القوي ، وهي مناسبة لاستبدال الفلاش و SRAM المضمّن. تعتبر MRAM المضمنة مناسبة بشكل خاص للتطبيقات مثل أجهزة إنترنت الأشياء (IoT).

السبب الرئيسي هو أنه قد قرأ بسرعة وقت الكتابة ، وقوة التحمل العالية والاحتفاظ ممتازة. تعتبر MRAM المدمجة مناسبة بشكل خاص للتطبيقات مثل أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) ، وكذلك لجيلات الجيل 5G.

تكتسب MRAM المدمجة المزيد من الاهتمام من المنتجات الاستهلاكية حيث تنخفض تكاليف التصنيع وتواجه تقنيات الذاكرة الأخرى تحديات التوسع. الأهم من ذلك ، مع تطوير تقنيات عملية جديدة ، لا يتقلص حجم خلايا SRAM مع بقية العملية. من وجهة النظر هذه ، أصبحت MRAM أكثر جاذبية.

منذ العام الماضي ، قامت شركة Globalfoundries بتزويد MRAM المضمنة بعملية 22 FDX 22-nm FD-SOI. لكن جيم هاندي ، المحلل الرئيسي في شركة Objective Analysis ، قال إنه لم يلاحظ أي إطلاق للمنتجات التجارية باستخدام تقنية MRAM المضمنة في Globalfoundries.

وقال: "إن السبب الذي لا يستخدمه أحد هو أنه يجب عليهم أيضًا إضافة مواد جديدة لهم.

ولكن مع انخفاض تكاليف التصنيع وتقنيات الذاكرة الأخرى تواجه تحدي الانكماش ، أصبحت MRAM المدمجة أكثر شعبية. وقال هاندي: "الشيء المهم هو أنه مع تقدم تكنولوجيا العمليات الجديدة ، لن يتقلص حجم ذاكرة ذاكرة SRAM مع العملية المتقدمة اللاحقة ، لذا ستصبح MRAM أكثر جاذبية.

UMC ينظر أيضا إلى MRAM

أعلن Foundry Ernst (2303) والجيل التالي من ST-MRAM (المغناطيسية ذاتية الدوران-تناوب المغناطيسية) المصنعة Avalanche أن الشركتين أصبحتا شريكتين لتطوير وإنتاج مشترك للذاكرة المدمجة. ذاكرة الوصول العشوائي Magnetoresistive (MRAM). وفي الوقت نفسه ، ستوفر UMC أيضًا التكنولوجيا لشركات أخرى من خلال تفويض من Avalanche. ووفقًا لاتفاقية التعاون هذه ، توفر UMC قوالب MRAM غير المتطايرة المضمنة في عمليات CMOS 28 نانومتر للعملاء من أجل دمج وحدات ذاكرة MRAM المضمنة ذات الأداء المنخفض والذاكرة فائقة الأداء وذات الطاقة المنخفضة في منتجات التطبيقات. الشبكات ، الأجهزة القابلة للارتداء ، المنتجات الاستهلاكية ، و microcontrollers (MCUs) و system-on-a-chip (SoCs) لأسواق الإلكترونيات الصناعية والسيارات.

كما ذكرت UMC أن الشركتين تدرسان أيضا توسيع نطاق التعاون لتكنولوجيا معالجة أقل من 28 نانومتر ، وذلك باستخدام ميزات Avalanche المتوافقة والقابلة للتطوير في تقنية CMOS لاستخدامها في العمليات المتقدمة. يمكن نقل هذه الذاكرة الموحدة (ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة والثابتة SRAM) بسلاسة إلى الجيل التالي من وحدات التحكم الدقيقة المدمجة (MCUs) ونظام on-on-a-chip (SoC). وبهذه الطريقة ، يمكن لمصمم النظام تعديل نفس البنية ونظام البرامج المرتبطة بها دون إعادة تصميمها.

وقال بترو استاخري ، الرئيس التنفيذي والشريك المؤسس ل Avalanche: "نحن سعداء للغاية أن الفريق لديه متخصص في رقاقة أشباه الموصلات من الطراز العالمي مثل UMC" ، قال النائب العام Guiyu من UMC قسم التكنولوجيا المتقدمة. تكتسب حلول NVM للذاكرة غير المتطايرة شعبية في صناعة تصميم الرقائق اليوم ، وقد بنت صناعة السبك حلولاً قوية ومتكاملة للصناعات عالية النمو مثل تطبيقات الإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات. حافظة حلول الذاكرة غير المتطايرة. يسر UMC العمل مع Avalanche لتطوير MRN 28nm ، وتتطلع إلى دفع عملية التعاون هذه إلى مرحلة الإنتاج الضخم لعملاء UMC.