2021年3月30日
嵌入式和新兴存储器世界上第一个1 GB 28 NM STT-MRAM产品 - 通过everspin
Everspin公司新推出的1千兆(Gb)自旋转矩转移磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)设备采用28纳米工艺，是世界上第一个1gb STT-MRAM产品。这个4th一代MRAM技术发布是一个独立的市场领导者。它唯一的行业同行，英特尔和微米XPoint内存，正在开发MRAM，RERAM和FERAM存储器件，用于嵌入式非易失性存储器（ENVM），而不是离散的新出现的存储芯片。
根据everspin.，他们的领先STT-MRAM存储器产品正在为“基础设施和数据中心提供商来提高系统的可靠性和性能，通过在不使用超级电容器或电池的情况下提供防止功率损耗至关重要。”
everspin和Globalfoundries（GF）以来是自40纳米MRAM开发和制造过程以来的合作伙伴。TechInsights现在正在提取28 NM CMOS（互补金属 - 氧化物半导体）过程和1 GB STT-MRAM的技术架构的分析。我们从EMD4E001G16G2中提取了1 GB STT-MRAM管芯，最新和最高容量的独立自旋转印扭矩随机存取存储器。
TechInsights Emerging＆Embedded Memory Imperims专家认为，1GB ST-DDR4产品界面显示膨胀系统设计应用，如：
- 贮存
- 计算和网络
- 事情互联网（物联网）
- 人工智能(Ai)
- 电源条件中的数据持久性
Everspin通过这些发展努力实现什么目标?
与之前的256 Mb 40 nm STT-MRAM EMD3D256M DDR3相比，MRAM内存细胞大幅减小到0.0396µm2具有110nm WL间距和180nm的BL间距，从前一个是25％的单元尺寸。位密度达到9.75 MB / mm2．Everspin和GF将MRAM位置保持在M3和M4之间，但BEOL互连金属层从五到七个增加（图1）。
图1. Everspin第4届Gen。1GB MRAM层集成在M3和M4之间
目前，Everspin在商用市场上推出了四种不同的MRAM产品，包括切换模式MRAM(第一代Chandler fab.)和STT-MRAM(第二~第四代GF fab.)。表1显示了STT-MRAM的器件技术和模具设计的比较。
| 项目 | everspin 2.ngen MRAM（DDR3） |
everspin 3.rd.gen MRAM（DDR3） |
everspin 4.thgen MRAM (DDR4) |
|---|---|---|---|
| 产品示例 | emd3d064m. DDR3 ST-MRAM |
EMD3D256M. DDR3 ST-MRAM |
EMD4E001G DDR4 ST-MRAM |
| 模具尺寸 | 65.3毫米2 (11.15毫米x5.86毫米) |
100.1毫米2 （12.12 mm x 8.26 mm） |
105.1毫米2 (12.29毫米x8.55毫米) |
| 技术节点 | 90海里 | 40海里 | 28 nm. |
| 记忆/死亡 | 64 MB. | 256 MB. | 1,024 MB（1 GB） |
| 位密度 | 0.98 Mb /毫米2 | 2.56 MB / mm2 | 9.75 MB / mm2 |
| 细胞大小 | 0.387µm2 | 0.156µm2 | 0.0396微米2 |
| 沥青（WL / BL） | 530 nm / 730 nm | 150 nm / 520 nm | 110 nm / 180 nm |
| MTJ | 平面MTJ | PMTJ. | PMTJ. |
| MRAM集成 | 在m3和m4之间 | 在m3和m4之间 | 在m3和m4之间 |
| #金属 | 5 | 5 | 7 |
表1：STT-MRAM器件来自Everspin Technologies的比较，包括平面内MTJ和PMTJ
在STT-MRAM产品中，第二代STT-MRAM设备使用基于mgo的飞机内MTJ，而3rd.4.th第一代STT-MRAM器件使用垂直MTJ (pMTJ)技术。pMTJ STT-MRAM技术现在在MRAM播放器如Everspin，三星，索尼和雪崩中很常见。
竞争对手在这个空间中做了什么？
IBM发布了世界上第一个14纳米STT-MRAM节点
IBM宣布，在2020年IEEE国际电子设备会议（IEDM 2020）期间，现在是虚拟的，其研究人员将揭示前14个NM节点STT-MRAM。IBM表示，高效且高性能的STT-MRAM系统将有助于解决混合云系统中的内存计算瓶颈。
Avalanche Technology和Mouser Electronics宣布全球分销协议
Mouser将为工业自动化和物联网应用提供Avalanche的STT-MRAM产品。
Numem将其STT-MRAM提供给NASA AI核心项目
高性能STT-MRAM Developer Numem宣布被选为NASA AI项目，该公司将为其提供其Numem Nuram MRAM的内存。Numem表示其内存使2-3倍较小的内存区域和与SRAM相比，备用功率下降20倍至50倍。
我们预计MRAM结构由MgO隧道障壁基pMTJ材料和多层结构组成，包括自由层、参考层、SAF、钉扎层、过渡层、间隔层和种子层。请继续关注TechInsights对此的进一步分析!
