Intel и Samsung хорошо продвинулись в разработке встраиваемой MRAM

Магниторезистивная память MRAM активно разрабатывается с 90-х годов прошлого столетия. Она даже выпускается в некоторых коммерческих объёмах, но низкая плотность записи всё ещё не позволяет говорить о производстве твердотельных накопителей на MRAM. Максимум на что способны разработчики — это использовать MRAM в качестве энергонезависимого буфера в SSD или в виде безумно дорого накопителя для ведения журналов транзакций. Дело может поправить перевод производства MRAM на техпроцессы с меньшими технологическими нормами производства или использование MRAM в виде встраиваемой памяти в контроллерах и процессорах. В частности, этому может помочь распространение вещей с подключением к Интернету.

Intel встроила магнитный туннельный переход между двумя слоями металлизации, см. ряд по центру фото (IEDM 2018, Intel)

На конференции International Electron Devices Meeting (IEDM 2018) о прогрессе в деле производства встраиваемой MRAM, точнее — STT-MRAM, как более прогрессивной версии магниторезистивной памяти на основе переноса спинового момента электрона — сообщили сразу две компании. О прогрессе заявила компания Intel, а также Samsung. Скажем сразу, заявка Intel выглядит интереснее. Микропроцессорный гигант разработал первый в индустрии техпроцесс выпуска встраиваемой STT-MRAM с использованием вертикальных транзисторов FinFET с нормами 22 нм (22FFL). Что касается Samsung, то она научилась выпускать встраиваемую STT-MRAM на пластинах FD-SOI с использованием 28-нм техпроцесса.

Упрощённая структура магнитного туннельного перехода в версии Intel (IEDM 2018, Intel)

Разработка Intel интересна также по той причине, что компания смогла сделать туннельный магнитный переход — фактически ячейку STT-MRAM — между вторым и четвёртым слоем металлических контактов, а не на кристалле, как это обычно заведено. Это даёт надежду на дальнейшее масштабирование и на увеличение плотности записи. В то же время пока компания Samsung создала ячейку STT-MRAM чуть меньшей площади, чем Intel. Площадь ячейки Samsung составляет 0,0364 мкм², а Intel — 0,0486 мкм². По словам представителя Samsung, новые технологии производства дают надежду на скорое появление коммерческих продуктов с STT-MRAM.

Строение обобщённой ячейки STT-MRAM

Добавим, каждая из компании сообщает об устойчивости к износу встраиваемой ST-MRAM в представленных техпроцессах на уровне 10 млн циклов перезаписи. Отдельно компания Intel говорит о способности ячеек удерживать данные без потерь в течение 10 лет при рабочей температуре 200 градусов по Цельсию. Для вещей с подключением в окружении с перепадами рабочих температур это хорошее качество, хотя для промышленного применения и для транспорта Samsung хотела бы представить более устойчивую к износу память MRAM.