最近臺積電和三星的纏斗從制程之爭演進到了存儲器市場之爭。在 5 月 24 日的三星鑄造論壇上,三星電子發布該公司所研發的 MRAM 內存,并同時宣布歐洲大廠NXP作為它的第一個客戶,雙方簽訂晶圓代工協定,將量產 28 納米的全耗盡型絕緣層上硅(FD-SOI)。論壇期間,韓國芯片制造商重申其目標,開始在 2018 年生產 STT MRAM 芯片。事實上三星現在說它明年將大規模生產這些芯片,而去年說 2018年將只能看到有限的生產,而真正的大規模生產將只開始于 2019 年。 另外三星宣布它將在2018年生產 MRAM 芯片將使用 8 納米半導體鑄造工藝生產,到 2020 年將使用4納米生產 MRAM。
臺積電也不甘示弱,緊接著在25日臺積電技術論壇也首次揭露臺積電研發多年的eMRAM(嵌入式磁阻式隨機存取內存)和eRRAM(嵌入式電阻式內存)分別訂明后年進行風險性試產,主要采用22奈米制程,這將是臺積電因應物聯網、行動裝置、高速運算計算機和智能汽車等四領域所提供效能更快速和耗電更低的新內存。
事實上不僅韓臺兩家代工巨頭在存儲器市場上鏖戰尤酣,而另外一家中國存儲器的新秀也沒閑著。也運用其資本和技術優勢在這片新興的儲存器市場上爭奪一片天地。
2016年10月,兆易創新旗下的GigaDevice半導體有限公司斥資500萬美元入股美國納斯達克上市的Everspin,持股比例高達8%。EverSpin成立于2008年,是飛思卡爾分離出去的獨立公司。公司股東由飛思卡爾和幾大風險投資公司構成。公司成立時飛思卡爾把MRAM技術、相關知識產權和產品都轉讓給EverSpin。
另外兆易創新于16年12月5日首次在國際頂級存儲器技術會議發表論文--“RRAM存儲器工作機制研究:發現更節能的方法”。由IBM電子工程師出身的黃漢森教授(H. S. Philip Wong)領導的該團隊,在深入研究一種新型數據存儲技術。該論文探究RRAM的工作方式及分析溫度需求。通過這項研究中證實這點,RRAM用來作為智能手機和其他移動設備的內存時,高效節能延長電池壽命。將該實驗室獲得博士學位的斯坦福大學校友 - 陳鴻禹(Henry Chen)博士參與此項研究工作并列這篇論文的共同著者。這次陳博士服務的中國芯片制造企業北京兆易創新科技股份有限公司提供了寶貴建議,協助該項目實驗設計和數據結果分析。
兆易創新作為去年8月登陸A股市場的次新股,上市僅交易20天旋即就停牌宣布收購美國ISSI。此項收購不僅可以填補兆易創新在DRAM領域的空白,豐富存儲芯片產品線,同時還可以幫助其從單一存儲芯片廠商升級成為集NOR Flash和DRAM兼備的綜合型存儲芯片供應商。收購完成后兆易創新補全其存儲器芯片版圖,繼而進軍汽車電子產業鏈。
MRAM
MRAM全稱是磁性隨機訪問存儲器。IBM公司在MRAM(磁性隨機訪問存儲器)領域已經投入了二十年時間。最初IBM配合摩托羅拉希望打造一款場交換式MRAM,如今IBM聯手三星致力于全新的MRAM技術——STT MRAM。其中的每個bit單元都包含一個晶體管外加一條垂直排列的隧道交叉點。該隧道交叉點包含兩個磁體,其一的北極永遠指向上,其二則為自由磁體、其北極可在向上與向下間切換以代表存儲0或者1。其只需要7.5微安電流通過即可實現偏振方向編程。以低電流脈沖彎曲電子,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制造成本。這項技術速度比 NAND 快了一千倍。不僅如此,MRAM 更省電,使用時(active)耗電量比傳統存儲器少,停用時(inactive)更無需用電。
ReRAM
ReRAM是基于電阻式隨機存取的一種非易失性存儲器,它可將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結合于一身,同時具備更低的功耗及更快的讀寫速度。雖然ReRAM的名字中帶RAM,但其實是像NAND閃存那樣用作數據存儲的ROM,只不過它的性能更強。
其密度比DRAM內存高40倍,讀取速度快100倍,寫入速度快1000倍。ReRAM單芯片(200mm左右)即可實現TB級存儲,還具備結構簡單、易于制造等優點。ReRAM存儲芯片的能耗可達到閃存的1/20,數據擦寫上限是后者的10倍。
作為存儲器前沿技術,ReRAM未來預期可以替代目前的FlashRAM,并且具有成本更低、性能更突出的優勢。
ReRAM基于憶阻器原理,將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結合于一身。關閉電源后存儲器仍能記住數據。如果ReRAM有足夠大的空間,一臺配備ReRAM的PC將不需要載入時間。
中芯國際已正式出樣采用40nm工藝的ReRAM芯片,并稱更先進的28nm工藝版很快也會到來。