Intel заявила, что готова к производству встраиваемой MRAM
До недавнего времени компания Intel не подавала виду, что её интересует магниторезистивная память. Она успешно выводила на всё более высокую орбиту первое поколение памяти с изменяемым фазовым состоянием вещества (3D XPoint) и собиралась переходить к производству второго поколения. В декабре прошлого года стало известно, что Intel достигла заметного прогресса в производстве встраиваемой STT-MRAM (версия MRAM, запись в ячейку которой происходит с помощью переноса спинового момента электрона, что требует меньше силы тока, чем для работы классической MRAM). Тем самым она стала в ряд с компаниями GlobalFoundries, Samsung и ST Micro, которые уже предлагают техпроцессы с выпуском встраиваемых массивов MRAM.
Зачем это нужно? В идеальном случае память MRAM призвана заменить как память NAND в её встраиваемом применении (MRAM выдерживает на несколько порядков циклов стирания больше), так и память DRAM и даже SRAM, поскольку достаточно быстрая и, к тому же, энергонезависимая. В ближайшей перспективе память MRAM обещает прописаться в контроллерах и SoC для вещей с подключением к Интернету и в автомобильной электронике. В отдалённой перспективе MRAM может стать как системной памятью, так и заменить кеш в процессорах, что приведёт к появлению мгновенно включающихся вычислительных систем.
Но мы отвлеклись. Новый доклад Intel на тему производства MRAM прозвучал на днях на конференции International Solid-State Circuits Conference 2019. Доклад оказался настолько оптимистичным, что аналитики заподозрили, что Intel уже поставляет коммерческие продукты с MRAM некоторым своим контрактным клиентам. По словам представителя Intel, уровень годности ячеек STT-MRAM в массивах по 7 Мбит составляет 99,998%. С таким уровнем массовое производство можно начинать уже вчера. Но без контролера для коррекции ошибок тоже не обойтись, добавляет Intel.
Для выпуска встраиваемых массивов MRAM компания приспособила 22-нм техпроцесс 22FFL FinFET. Это очень удобно. В одном производственном цикле можно изготавливать и управляющие транзисторы и туннельные переходы в ячейках для записи данных. Кстати, компания ловко поместила туннельные переходы между вторым и четвёртым уровнями металлизации в слое с металлическими контактами. Это делает конструкцию транзистор-переход (условную ячейку) довольно компактной со сторонами 60×80 нм. Площадь такой ячейки равна 0,0486 мкм2.
Данные в ячейках STT-MRAM производства Intel могут удерживаться 10 лет при нагреве до 200 градусов по Цельсию. Память выдерживает миллион циклов перезаписи. Скорость считывания составляет 4 нс при напряжении 0,9 В или 8 нс при напряжении 0,6 В. Тем самым память может работать в разных пределах питания, что удобно для выпуска экономичных решений.
В заключение Intel призналась, что в её активе есть также разработка памяти ReRAM применительно к тому же 22-нм техпроцессу. Резистивную RAM компания разрабатывает как бюджетную альтернативу для тех же вещей с подключением к Интернету и для автомобильной электроники. К тому же память ReRAM обещает оказаться более плотной и компактной, но подробностей на этот счёт пока нет.
