IBM et Samsung développent 11 nm STTMRAM

Ce mois-ci, IBM a célébré le 20e anniversaire du projet de mémoire à accès aléatoire magnétorésistif (MRAM). Initialement, l'objectif était de contrôler la cellule à l'aide d'un champ électromagnétique. Maintenant, le projet s'est transformé en développement d'une cellule mémoire avec enregistrement des informations en transmettant le moment de rotation du spin par un électron. Ce type de mémoire est appelé STTMRAM (spin-transfertorqueMRAM).

Avec IBM, de nombreux partenaires ont travaillé sur ce projet. Le premier était Motorola. Ensuite - les sociétés Infineon, TDK, Micron et autres. Grâce à la participation de spécialistes de ces entreprises, le projet a pu passer d'un concept purement théorique à une véritable technologie. Pendant plusieurs années, un certain nombre de problèmes techniques ont rendu difficile la mise à l'échelle de la mémoire à haute densité. Mais ce problème a quand même réussi à être résolu. Et maintenant, avec Samsung, nous sommes arrivés à la phase finale. On peut dire que le développement est déjà proche d'un lancement commercial. Maintenant que la tâche principale est résolue, les experts optimisent la technologie principale et les outils auxiliaires. La principale réalisation du travail avec Samsung a été le transfert de la structure cellulaire de l'horizontale à la verticale.


Un échantillon de test de STTMRAM est maintenant prêt. La taille de la partie active de la cellule est de 11 nm. En conséquence, ce type de mémoire sera produit en utilisant une technologie de traitement à 10 nm. La vitesse d'accès aux cellules est d'environ 10 ns. Selon ce paramètre, la nouvelle mémoire est à côté de la DRAM et non du flash NAND. STTMRAM est positionné comme mémoire principale avec une ressource de réécriture presque infinie.

Un autre avantage du nouveau produit est une consommation d'énergie inférieure par rapport aux types de mémoire traditionnels - seulement 7,5 μA sont nécessaires pour l'enregistrement.



La technologie de transfert de moment de spin (spin-couple-transfer-STT) ou de commutation utilisant le transfert de spin utilise des électrons avec un certain état de spin (les soi-disant électrons polarisés). Lors du passage à travers une couche ferromagnétique, ces électrons modifient le moment magnétique intrinsèque de la couche et réorientent sa magnétisation ... Cette méthode réduit la quantité de courant nécessaire pour écrire des données dans une cellule mémoire. La consommation d'énergie pendant la lecture et l'écriture devient presque la même. Dans le cas de la technologie MRAM traditionnelle, avec une augmentation de la densité des cellules mémoire, il est également nécessaire d'augmenter le courant nécessaire à l'enregistrement. La nouvelle technologie sera pertinente pour la technologie de processus de 65 nm ou moins.

La mémoire magnétorésistive a approximativement la même vitesse que la SRAM et la même densité cellulaire. Mais la consommation électrique de MRAM est bien inférieure à celle de DRAM. De plus, comme mentionné ci-dessus, cette mémoire ne se dégrade pas avec le temps. Ensemble, ces propriétés de la mémoire magnétorésistive la rendent vraiment universelle. Il peut remplacer plusieurs types de mémoire à la fois, y compris SRAM, DRAM, EEPROM et Flash. Cela conduira à l'unification de la mémoire sur différents appareils et dans différents types de lecteurs.

«Grâce à ses avantages, la puce MRAM peut remplacer la combinaison de mémoire SRAM et de mémoire flash dans certains types d'appareils fonctionnant avec des applications à faibles ressources. Mais notre objectif à long terme est de développer une solution basée sur SpinTorqueMRAM pour les serveurs IBM », explique le Dr Daniel Worledge), l'un des chefs de projet pour le développement d'un nouveau type de mémoire chez IBMResearch.

Le 7 novembre dernier, notre entreprise organise un colloque dédié au 20e anniversaire du développement de SpinTorque MRAM. Les détails de l'événement peuvent être trouvés sur ce lien .

Source: https://habr.com/ru/post/fr396691/