飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale)目前已經(jīng)批量生產(chǎn)和提供其商用磁阻隨機存取存儲器(MRAM)設(shè)備。據(jù)介紹，該公司4兆位(Mbit)MRAM是一款快速的非易失性存儲器產(chǎn)品，具有極強的耐用性——結(jié)合了其它任何單個半導(dǎo)體存儲器都不具備的多種特性。該設(shè)備基于飛思卡爾的超過100項專利所保護(hù)的技術(shù)，包括跳變位（Toggle-bit）切換。

       據(jù)稱，這是MRAM商用芯片。雖然離大規(guī)模采用還有不少障礙，但iSuppli公司相信此款芯片的發(fā)布在很大程度上將推進(jìn)MRAM技術(shù)的發(fā)展。

       Freescale表示，其新款4Mb密度MRAM器件結(jié)合了目前多種存儲器技術(shù)的優(yōu)點。MRAM使用磁極化來存儲數(shù)據(jù)，磁阻的改變代表著二進(jìn)制狀態(tài)的變化，而不是指定的電荷水平。這與其他主流存儲技術(shù)不同，比如SRAM、DRAM和閃存。

       同時，F(xiàn)reescale宣稱其新器件平衡了讀寫速度，均達(dá)到類似于DRAM的35ns水平。該器件也有類似DRAM和閃存的單元密度，但是不會出現(xiàn)DRAM的滲漏問題。這款MRAM器件也可以像DRAM或SRAM一樣具有持久性，綜合了閃存的非易失性特點。

       MRAM技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)幾年時間，還未進(jìn)入主流商業(yè)應(yīng)用存在不同的原因。但是兩個主要原因是在于——MRAM按每比特計算的成本不具備競爭力，且難以集成到標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝過程中。

       因此，F(xiàn)reescale采用了一個創(chuàng)新的MRAM單元結(jié)構(gòu)來解決成本問題，加上稱為“觸發(fā)器”(toggle)的位結(jié)構(gòu)，可以將一個單元穩(wěn)定在1或者0的狀態(tài)中，無需額外的控制晶體管，進(jìn)而提供了一個優(yōu)化的比特位單元解決方案。對于工藝過程的集成問題，工藝流程后期集成MRAM模塊，限度的減少了對標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏輯處理的影響。Freescale表示，MRAM模塊不破壞標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體過程，將推動未來MRAM發(fā)展成基本的CMOS技術(shù)。

MRAM成為主流為時尚早

       iSuppli認(rèn)為，F(xiàn)reescale推出初商用MRAM將給人深刻印象，這代表著重要的技術(shù)進(jìn)步。然而分析師也坦言MRAM存儲器離大規(guī)模采用還為時尚早。雖然Freescale已經(jīng)克服了一些困擾其競爭者的技術(shù)障礙，然而在其產(chǎn)品成為主流存儲方式之前，仍然有很長的一段路要走。

       iSuppli認(rèn)為，F(xiàn)reescale技術(shù)短期內(nèi)的真正價值不在于替換現(xiàn)有獨立內(nèi)存，在這個領(lǐng)域每存儲單位的成本競爭異常激烈。進(jìn)一步說，這種產(chǎn)品的機會出現(xiàn)在系統(tǒng)級芯片(SoC)設(shè)計中。作為SoC的一部分，F(xiàn)reescale的技術(shù)可用于高集成度處理單元中的高密度存儲器，公司可通過提供解決方案或向其他公司授權(quán)許可。

       國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖(ITRS)指出，目前SoC設(shè)計模片區(qū)(die area)面積中達(dá)50%為嵌入式存儲器，通常為SRAM。在不遠(yuǎn)的將來，這個數(shù)字可能會提高到超過70%。目前，F(xiàn)reescale公司采用180納米技術(shù)的MRAM讀/寫速度為35ns，對于L1緩存來說太慢。但對于某些微處理器來說，用于更低級別的緩存也許夠用。作為技術(shù)改進(jìn)，MRAM的性能表現(xiàn)應(yīng)該被提高到L1級別。

       iSuppli確信，F(xiàn)reescale的MRAM產(chǎn)品肯定會在將來進(jìn)入獨立內(nèi)存市場。然而，現(xiàn)在MRAM高價格和較低密度，只能將它限制在某些特定的利基應(yīng)用(niche application)中，如需要電池供電的SRAM一樣。另外，作為關(guān)鍵應(yīng)用的后備系統(tǒng)，可以凸現(xiàn)其高性能、耐久性和非易失性，成為高成本解決方案的選擇之一。

       目前多種正處于研發(fā)階段的技術(shù)當(dāng)中，MRAM是惟一有望在未來成為主流內(nèi)存的技術(shù)，這些技術(shù)需要經(jīng)歷多種考驗，密度、性能、持久性、非易失性以及成本低廉。Freescale的成就在于讓MRAM技術(shù)從眾多內(nèi)存技術(shù)中脫穎而出，朝向普遍接受的內(nèi)存方向發(fā)展。隨著MRAM開發(fā)進(jìn)展，不僅Freescale公司，其它眾多競爭者的產(chǎn)品也在瞄準(zhǔn)MRAM成為通用存儲器的長期目標(biāo)。

作者：iSuppli flash/SRAM/MCP業(yè)務(wù)部分析師 Mark DeVoss