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下世代記憶體產業的王牌-自旋磁性記憶體

2014/01/14 | | 標籤:

21 非揮發性記憶體技術

報導/陸子鈞

在有運算功能的電子產品-像是電腦、智慧型手機裡,有不同種類的記憶體負責不同的功能;接近處理器的記憶體像是SRAM與DRAM,運算速度快,但只要一關機,少了電源供給,資料就會消失,於是需要將資料存進可長期保存資料的非揮發性記憶體如硬碟與NAND FLASH中。但上述傳統元件的速度比起DRAM慢得太多,因此常拖慢系統整體運算效能,而MRAM是一種新型態的非揮發性記憶體,假如MRAM的運算速度能和SRAM或DRAM一樣快,那麼就能兼具運算和儲存資料的功能了!

經過多年的努力,工研院電光所開發出新一代自旋磁性記憶體-STT MRAM(STT:spin-torque-transfer, 自旋力矩傳輸)。有別於目前常見的MRAM利用導線產生的磁力來翻轉自由層磁性向量,狀態互換(0/1互換)所需的電流較大,資料讀取不易;STT MRAM則是利用自旋力矩傳輸效應翻轉自由層磁性向量,狀態互換所需的電流較小,耗能較低、讀寫也只需10奈秒,使得MRAM有潛力得以取代DRAM,同時作為工作記憶體及儲存記憶體。

此外,在電子產品體積日漸縮小的趨勢下,記憶體元件微型化的過程中會遭遇到熱干擾的問題,使得記憶失效。自旋磁性記憶體技術是目前最有機會克服了這個40多年以來的瓶頸,在縮小記憶體元件的同時,仍保有無限次讀寫的能力,使自旋磁性記憶體有更廣泛的應用。

這項技術是全球首次不需要外加磁場就能讓MRAM具有對稱翻轉的特性。電光所奈米電子技術組的顧子琨組長自豪地表示:「就連國外其他記憶體大廠的技術,也必須參考我們發表的報告,思考如何解這個大問題。」工研院希望新一代磁性記憶體能夠補足台灣的技術缺口,也因為和目前的CMOS積體電路製程相容,所以可以在2015年時就進入量產,具備和韓國三星、日本東芝等廠商競爭的能力。

技術專頁:NVM非揮發性記憶體

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