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記憶體/儲存  

MRAM接班主流記憶體指日可待

上網時間: 2016年03月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:MRAM  RAM  記憶體  快閃記憶體  非揮發性 

記憶體產業中的每一家廠商都想打造一種兼具靜態隨機存取記憶體(SRAM)的快速、快閃記憶體的高密度以及如同唯讀記憶體(ROM)般低成本等各種優勢的非揮發性記憶體。如今,透過磁阻隨機存取記憶體(MRAM),可望解決開發這種「萬能」記憶體(可取代各種記憶體)的問題

遺憾的是,實際讓非揮發性MRAM的速度更快、密度更高且更便宜(MRAM製造商的承諾)的最佳化步驟,似乎總是還得再等三年之久。如今,荷蘭愛因霍芬科技大學(Eindhoven University of Technology;TU/e)的研究人員宣稱發現一種可讓MRAM克服速度快、密度與成本問題的全新製造方法,稱為「自旋霍爾效應與交換偏置反轉零磁場磁化」(field-free magnetization reversal by spin-Hall effect and exchange bias),或簡稱「彎曲電流」(current bending)。


以低電流脈衝彎曲電子,可快速切換磁位元,從而實現正確的自旋;同時,特殊的抗鐵磁材料更降低了製造成本
(來源:Arno van den Brink)

「隨著磁位元的尺寸縮小,寫入磁位元所需的電流密度已經變得過高了,」以TU/e教授Henk Swagten為主導的研究人員表示,「藉由垂直連接磁化層與抗鐵磁材料,可望打造出一種沿電流方向的平面交換偏置(EB);我們證實了只需利用由此EB導致的原生平面磁場,可實現一種自旋霍爾效應驅動的磁化反轉。」簡這之,就是所謂的「彎曲」電流,似乎就能解決非揮發性MRAM的速度、密度與成本問題。

如果你十分熟悉MRAM,那麼你應該知道他們在電子向上或向下自旋時儲存0與1,而不是經由電流差擾穿隧阻障層來累積或耗散電荷,因而得以「自旋霍爾效應」在本質上實現最佳化的節能效果。不過,這仍然需要以電子鐵磁材料執行自旋編碼,才能翻轉磁位元。因此,Swagten的研究團隊使用微量的電流脈衝,翻轉每一磁位元使其自旋——即「彎曲電流」,使其不僅更具能效,還能夠像摩爾定律(Moore's Law)般地擴展。


研究人員用於為MRAM表徵快速、高密度與低成本特性的實驗晶片
(來源:Arno van den Brink)

根據研究團隊表示,這項技術本身也十分快速,但仍然必須在成本方面實現最佳化。研究人員們宣稱,在位元單元頂部採用低成本的抗鐵磁料封蓋,有效地「凍結」其磁場,可望解決最後一項問題,達到快速、高密度與低成本的目標。

編譯:Susan Hong

(參考原文:MRAM Breakthrough Looms,by R. Colin Johnson)





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