IBM y Samsung desarrollan STTMRAM de 11nm

Este mes, IBM celebró el vigésimo aniversario del proyecto de memoria de acceso aleatorio magnetorresistivo (MRAM). Inicialmente, el objetivo era controlar la célula utilizando un campo electromagnético. Ahora el proyecto se ha transformado en el desarrollo de una celda de memoria con información de grabación transmitiendo el momento de rotación de espín por un electrón. Este tipo de memoria se llama STTMRAM (spin-transfertorqueMRAM).

Junto con IBM, muchos socios trabajaron en este proyecto. El primero fue Motorola. Luego, las compañías Infineon, TDK, Micron y otras. Gracias a la participación de especialistas de estas empresas, el proyecto pudo pasar de un concepto puramente teórico a una tecnología real. Durante varios años, una serie de problemas técnicos dificultaron el escalado de la memoria a alta densidad. Pero este problema aún logró resolverse. Y ahora, junto con Samsung, hemos llegado a la etapa final. Podemos decir que el desarrollo ya está cerca de un lanzamiento comercial. Ahora que la tarea principal está resuelta, los expertos optimizan la tecnología principal y las herramientas auxiliares. El principal logro de trabajar con Samsung fue la transferencia de la estructura celular de horizontal a vertical.


Una muestra de prueba de STTMRAM ya está lista. El tamaño de la parte de trabajo de la célula es de 11 nm. En consecuencia, este tipo de memoria se producirá utilizando una tecnología de proceso de 10 nm. La velocidad de acceso a la celda es de aproximadamente 10 ns. De acuerdo con este parámetro, la nueva memoria está al lado de DRAM, y no NAND-flash. STTMRAM se posiciona como memoria principal con un recurso de reescritura casi infinito.

Otra ventaja del nuevo producto es un menor consumo de energía en comparación con los tipos tradicionales de memoria: solo se requieren 7,5 μA para la grabación.



La tecnología de transferencia de momento de espín (spin-torque-transfer-STT) o conmutación mediante transferencia de espín utiliza electrones con un cierto estado del espín (los llamados electrones polarizados). Al pasar a través de una capa ferromagnética, estos electrones cambian el momento magnético intrínseco de la capa y reorientan su magnetización ... Este método reduce la cantidad de corriente necesaria para escribir datos en una celda de memoria. El consumo de energía durante la lectura y la escritura se vuelve casi igual. En el caso de la tecnología MRAM tradicional, con un aumento en la densidad de las celdas de memoria, también es necesario aumentar la corriente requerida para la grabación. La nueva tecnología será relevante para la tecnología de proceso de 65 nm o menos.

La memoria magnetorresistiva tiene aproximadamente la misma velocidad que la SRAM y la misma densidad celular. Pero el consumo de energía de MRAM es mucho más bajo que el de DRAM. Además, como se mencionó anteriormente, esta memoria no se degrada con el tiempo. Juntas, estas propiedades de la memoria magnetorresistiva la hacen verdaderamente universal. Puede reemplazar varios tipos de memoria a la vez, incluidos SRAM, DRAM, EEPROM y Flash. Esto conducirá a la unificación de memoria en diferentes dispositivos y en diferentes tipos de unidades.

“Gracias a sus ventajas, el chip MRAM puede reemplazar la combinación de SRAM y memoria flash en algunos tipos de dispositivos que funcionan con aplicaciones de bajos recursos. Pero nuestro objetivo a largo plazo es desarrollar una solución basada en SpinTorqueMRAM para servidores IBM ", dice el Dr. Daniel Worledge), uno de los gerentes de proyecto para desarrollar un nuevo tipo de memoria en IBMResearch.

El 7 de noviembre de este año, nuestra compañía celebra un simposio dedicado al 20 aniversario del desarrollo de SpinTorque MRAM. Los detalles del evento se pueden encontrar en este enlace .

Source: https://habr.com/ru/post/es396691/