|
|
MRAM在讀寫方面可以實(shí)現(xiàn)高速化，這一點(diǎn)與靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)類似。由于磁體本質(zhì)上是抗輻射的﹐MRAM芯片本身還具有極高的可靠性，即MRAM本身可以免受軟錯(cuò)誤之害。
MRAM可以做到與動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)類似的高密度，而且還具有讀取無破壞性、無需消耗能量來進(jìn)行刷新等優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榇朋w沒有漏電(leakage)之說。MRAM 與閃存（FLASH)同樣是非易失性的，它還具備了寫入和讀取速度相同的優(yōu)點(diǎn)，并具有承受無限多次讀一寫循環(huán)的能力。(在自由磁體層中來回切換的運(yùn)動(dòng)是電子的自旋,而電子本身永遠(yuǎn)不會(huì)磨損)。
MRAM另外一個(gè)吸引人的特色是，MRAM單元可以方便地嵌入到邏輯電路芯片中，這只需在后端的金屬化過程增加一兩步需要光刻掩模板的工藝即可。另外因?yàn)镸RAM單元可以完全制作在芯片的金屬層中，將2～3層單元疊放起來是可以實(shí)現(xiàn)的，這樣就可以在邏輯電路上方構(gòu)造規(guī)模極大的內(nèi)存陣列。這樣的可能性使我們可以預(yù)見到未來有望出現(xiàn)新型的、功能大大提升的單芯片系統(tǒng)這一美好前景。
20201124103306232.jpg (31.55 KB, 下載次數(shù): 95)
下載附件
2020-11-25 15:34 上傳
MRAM技術(shù)目前還存在一些困難，至少還沒有一種實(shí)用化的、可靠的方式來實(shí)現(xiàn)大容量的MRAM。困難之一是對(duì)自由層進(jìn)行寫入（使磁矩平行或反平行底層)時(shí)所需的功率過高，因此交叉點(diǎn)開關(guān)架構(gòu)受到連帶寫入問題的困擾。雖然只有所選中的位單元會(huì)承受由同時(shí)沿著字線和位線流動(dòng)的電流引起的強(qiáng)烈的激勵(lì)磁場(chǎng)，但沿著其中任一根線上分布的所有其他的位單元也會(huì)承受一半的切換功率，因此它們被“半選中”。理論上“半選中”的磁場(chǎng)作用并未強(qiáng)到足以重新改變這些單元對(duì)準(zhǔn)方向的地步，因此這些位應(yīng)該毫不受影響。
但由于MRAM單元要構(gòu)成大規(guī)模的陣列，在那些為數(shù)眾多的“半選中”的單元中某一個(gè)單元的自由層要出現(xiàn)狀態(tài)的隨機(jī)翻轉(zhuǎn)的幾率還是很大的。原因就在于對(duì)寫入線（(字或位)線通電時(shí)，我們同時(shí)降低了這條線（位于其上方或下方)上的每個(gè)單元的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的切換勢(shì)壘。而這個(gè)勢(shì)壘對(duì)MRAM陣列中的任一自由板在某個(gè)范圍內(nèi)是隨機(jī)的，也就是說它們沒有共同的、固定的切換閾值。于是“半選中”的單元數(shù)量越多，其中某個(gè)單元的狀態(tài)接近自身閾值而出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的幾率就越大。
要避免這個(gè)問題就需要對(duì)陣列的布局、內(nèi)存單元的構(gòu)造以及導(dǎo)線上的電流分布進(jìn)行嚴(yán)格而一致性的控制﹐而這種控制通常是難以實(shí)現(xiàn)的，尤其是大的點(diǎn)陣更是如此。這種現(xiàn)象在電子學(xué)上稱為串?dāng)_(Cross talk)。
為了實(shí)現(xiàn)高密度的MRAM，縮短記憶位間的間距是必要的;然而當(dāng)記憶位間的間距縮短到一定程度時(shí)，相鄰的記憶位在執(zhí)行寫入動(dòng)作的情形下相當(dāng)容易相互干擾。由于MRAM是利用磁場(chǎng)來寫入數(shù)據(jù)，而雜散場(chǎng)(stray filed )會(huì)影響到鄰近的位，故串?dāng)_問題是很難避免的。于是在實(shí)踐中交叉點(diǎn)陣列間的尺寸長(zhǎng)度不能超過一定的限度，這樣單位面積上的單元數(shù)(密度)受到限制。雖然當(dāng)前的半導(dǎo)體集成電路早已突破了這一尺寸極限值，但MRAM技術(shù)中如何突破有待時(shí)日。
|
|
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
