Samsung создала прототип рекордной 1-Гбит встраиваемой STT-MRAM

Кроме компании Intel на конференции IEDM 2019 своими достижениями в области производства магниторезистивной памяти поделилась компания Samsung. За год, прошедший со времени проведения IEDM 2018, Intel увеличила опытный массив 22-нм eMRAM с 8 до 16 Мбит, тогда как Samsung совершила головокружительный прыжок от 8-Мбит массива к 1-Гбит (128 Мбайт). При этом Samsung использует для выпуска памяти STT-MRAM 28-нм техпроцесс на пластинах FD-SOI (из полностью обеднённого кремния на изоляторе).

Архитектура STT-MRAM Samsung

Ещё одна разница между разработками этих компаний заключается в том, что Intel позиционирует STT-MRAM (магниторезистивную память на эффекте переноса спина электронов) в качестве кеш-памяти четвёртого уровня. Такой памяти не нужно быть полностью энергонезависимой. Достаточно того, что время регенерации увеличено до десятков или сотен микросекунд. Массивы STT-MRAM компании Samsung ориентированы на долговременное хранение данных без подачи электричества. Это замена встраиваемой NAND в микроконтроллерах для хранения данных и выполнения программ.

Опытный выпуск 1-Гбит массивов STT-MRAM Samsung характеризуется высоким уровнем выхода годных ― свыше 90 %. Основные параметры массивов не изменились: площадь ячейки составляет 0,0364 мкм², что даже меньше, чем в случае ячейки Intel с применением 22-нм техпроцесса (0,0486 мкм²). Устойчивость к износу благодаря использованию ECC не меньше, чем 100 млн циклов стирания. Диаметр туннельного перехода составляет 38–45 нм. Структура ячейки предельно простая и хорошо масштабируется: один транзистор управляет одним туннельным переходом.

На сегодня встраиваемая память Samsung объёмом 1 Гбит представляется самым большим массивом подобного типа памяти, которая, при всём прочем, выпускается в виде прототипов. Можно ожидать, что в серийной продукции эта разработка появится в течение 2019 года. Контроллеры с 8-Мбит массивами STT-MRAM Samsung начала серийно выпускать с марта этого года.

Характеристики прототипа STT-MRAM Samsung

Отдельно заметим, что Samsung пока игнорирует тему производства дискретных чипов STT-MRAM. На основе подобной памяти можно выпускать энергонезависимые кеш-буферы для SSD и другие интересные продукты. Дискретные чипы STT-MRAM ёмкостью 1-Гбит выпускает только компания Everspin с использованием 28-нм техпроцесса на линиях GlobalFoundries. Если бы Samsung вышла на это поле, она могла бы всем утереть нос.