广告

磁性RAM(MRAM)能否使欧盟回到存储器竞争的队伍?

2021-06-08 Jean-Pierre Nozières 阅读:
二十多年来,MRAM的倡导者一直相信,如果有一种能够在存储器的各层上使用的先进技术,就可以建立一个更好的(存储)世界。MR AM成为主流已是不争的事实,欧盟需要确保其核心技术处于最前沿并不断发展,以期成为未来的“独角兽”。

存储器在电子系统中无处不在,而且用途广泛:从存储数据到缓存、缓冲,以及最近开发出的(存内)计算。我们都知道,存储器的种类非常多:从发热的快速易失性片上SRAM(静态随机存储)缓存,到低温的慢速高能耗非易失性存储闪存,再到多层片外DRAM(动态随机存储)缓冲器和工作存储模块。打个比方,存储器的竞争就像半导体行业内的“欧冠联赛(Champions League)”:相同的球队,相同的体系,年年都赛。1yuednc

然而,过去数十年里有太多的技术承诺还没有实现,人们却又开始挑战更新的存储器技术,似乎已准备好跻身最高级别的存储器竞争中。微控制器中使用的嵌入式磁性RAM(MRAM)模块和数据存储芯片中的独立XPoint存储器模块现如今都属于最前沿的技术,但只有时间才能证明哪些技术和应用会成功,哪些只不过是白忙活。1yuednc

想要快速更换“球员的国籍”似乎是不太可能的。美国和亚洲公司将继续占领市场,留给世界其他地区的只有残羹剩饭。欧洲在存储器市场一直处于边缘地位,如今更是濒临出局。虽然欧洲仍拥有几家第一梯队的芯片厂商,但在终端用户市场所占的份额却少得可怜。1yuednc

加入存储器竞争需要大量资金支持(还是可以用足球联赛来比喻),欧洲的命运并不会突然发生逆转。但他们仍然有一线希望,这个希望来自科学家——没错,就是那些不断声称发现了“即将改变世界的新技术”的家伙,以及围绕这些新技术发展起来的新兴公司。1yuednc

1yuednc

图1:自旋转移矩MRAM(STT MRAM)和自旋轨道转矩MRAM(SOT MRAM)。(图片来源:Antaios)1yuednc

我们来聊聊MRAM。二十多年来,MRAM的倡导者一直相信,如果有一种能够在存储器的各层上使用的先进技术,就可以建立一个更好的(存储)世界。这项技术的开发者像是在豪赌,在经历了许多曲折和公关活动之后,业界似乎终于开始进行产品研发了。最新的产品是自旋转移矩MRAM(spin-transfer torque MRAM,简称STT MRAM),这种产品现已成为业界公认的嵌入式存储器选择方案,取代了作为先进技术节点的嵌入式闪存(图1)。与独立存储器所需的尖端技术相比,具有先进特征尺寸的嵌入式存储器更容易进入市场,所有的龙头代工厂现在都加入到STT潮流中。尽管实现量产还需假以时日,但MRAM成为主流已不再是“能否”,而是“何时”。1yuednc

STT的路途漫长而曲折,它还需要很多科学技术上的突破,不仅是常规的工艺集成的突破,还需要结合基础材料和电子传输科学等,而这些都只存在于学术研究实验室中。当然,并非所有的科研工作都会成功,但某些研究,例如最近发现的自旋轨道转矩(SOT)现象,看起来就值得尝试。1yuednc

STT陷入了“速度”、“耐用性”和“数据保存”的三方拉锯战,它无法同时满足这三方面的要求,而SOT则有望同时提供数据存储和缓存应用服务,从而取代几乎所有芯片中(从微控制器到微处理器和片上系统)的嵌入式闪存和嵌入式SRAM。完成SOT-MRAM的研究还需要一段时间,但是该技术的前景让所有的努力和付出都值得。1yuednc

实际上MRAM并不是欧洲的发明,它基于自旋电子学,自旋电子学很早以前就有了,可追溯到2007年Albert Fert 和Peter Grünberg获得诺贝尔物理学奖。过去几年中,欧洲科学家也对此做出了极大的贡献,并申请了无数的关键专利。在欧盟的补贴下,欧洲顶级研究实验室培养了大量的高新技术专业人才。但是,大多数相关的资金和工作岗位却在实验室以外。1yuednc

MRAM的最新发展能否帮助欧洲重新加入存储器竞争的行业?欧盟微电子技术中心(IMEC)已经拥有一条一流的MRAM试生产线,为该行业多个领先的公司提供服务;Arm公司是存储器IP和编译器的全球领导者,他们在法国南部的一个团队正努力研发第一个MRAM存储器编译器;位于德国Dresden的GlobalFoundries,也在其先进的制造工厂中提升STT产能。价值链上的许多创业公司都出自世界一流的自旋电子实验室,遍布整个欧洲大陆。例如,Hprobe致力于成为MRAM测试设备的领导者;Spin-Ion Technologies主攻工艺技术;法国的初创公司Antaios是SOT-MRAM技术的先驱,他们已经建立了重要的合作伙伴关系以证明SOT的价值,并将SOT从最初的实验室(Spintec)转移至合作工厂。1yuednc

没有人会愚蠢到相信价值数十亿美元的SOT-MRAM超级工厂将建立在欧洲大陆。在一个高度全球化的生态系统中,欧洲想要在自己的后花园里自行开发新技术真是白日做梦。欧洲与美国和亚洲的工业巨头进行战略合作是不可避免的,但Antaios及其它创业公司还是有机会成为关键技术的供应商,并分得一杯羹。1yuednc

无论如何,MRAM都会进入半导体市场。欧盟需要确保其核心技术处于最前沿并不断发展,从“有望成功”到未来成为“独角兽”(谁说得准呢)。但要做到这一点,需要的不仅仅是商誉。金钱到哪里都很有用,无论是风险投资、企业资金还是政府支持。要成为改变游戏规则的人,这笔钱必须给到产业链的最基层,给到初创公司和研究实验室。回到对足球的比喻,不仅富裕的老牌球队需要支持,年轻、充满希望且玩法新奇的新兴球队也需要支持。规模大的并不总是好的。1yuednc

(原文刊登于EDN姐妹网站EETimes美国版,参考链接:Can MRAM Get EU Back in the Memory Game?,由Jenny Liao编译。1yuednc

本文为《电子技术设计》2020年6月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里1yuednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 这根保险丝为何设计精巧却更易烧化?难道设计师故意为之 从漂亮显微照片中可以看到保险丝采用了一种出人意料的结构:保险丝并非采用常见的低熔点单一合金,而是由三种金属构成。保险丝最中间的大大的圆形内芯是金属钨,钨的外面是一层薄薄的铜,铜层外面是一层薄薄的银......
  • 难道“设计得太好”也是一种错? 有时候,事情做的好并促成了技术进展,很快地就会有人对你期待更多。例如在设计时增加某种新功能,经常引发另一种非预期的需求。从某方面来说,这对于工程师所传达的讯息就是:很抱歉,您的设计做得“太”好了!
  • 联发科发布迅鲲900T,平板专用版天玑 900? 据EDN报道,联发科技今日举办了一场媒体沟通会,发布了迅鲲™系列移动计算平台的又一个新成员——迅鲲900T,从几个关键参数上看这颗芯片比较像是天玑 900(6nm,2×2.4GHz A78,6×2.0GHz A55, Mali-G68 MC4 GPU)的平板专用款……
  • 混合超级电容器有何优点和缺点? 混合超级电容器并不是简单地将一个可充电电池和一个超级电容器打包在一起。相反,它采用了一种独特的结构,其中的单个组件既是一个超级电容器又是一个锂离子电池。
  • 小鹏进军“AI玩具”,要做儿童的第一个可骑乘智能机器马 小鹏汽车的生态企业鹏行智能这是鹏行智能发布了全球首款可骑乘智能机器马。这是鹏行智能智能机器马的第三代原型机,其内部代号为“小白龙”。前有小米首款仿生四足机器人"铁蛋",后有特斯拉AI机器人“Tesla Bot”,再到日前的鹏行机器马,为何新兴势力纷纷入场AI机器人呢?
  • Apple Car副总裁跳槽福特,1年离职4位高管,苹果造车何时 福特昨日(美国时间9月7日)宣布,Apple 负责特别项目的副总裁 Doug Field 将离开 Apple,并放弃他在Apple Car 方面的工作,转而在福特任职。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了