簡介
MRAM是指以磁電阻性質來存儲數據的隨機存儲器,它採用磁化的方向不同所導致的磁電阻不同來記錄0和1,只要外部磁場不改變,磁化的方向就不會變化。不像DR AM為了耍保持數據需電流不斷流動,MRAM不需要刷新的操作。從原理上來看。MRAM的次數近乎無限次,片讀取和寫入速度接近SRAM。此外,穿隧式磁電阻材料有半導體材料所不具有的電阻值大的特點,使得其組件的功耗低。
歷史
磁阻記憶體的概念幾乎是和磁碟記錄技術同時被提出來的。但是眾所周知,記憶體讀寫的速度需要達到磁碟讀寫的速度的100萬倍,所以不能直接使用磁碟記錄技術來生產記憶體。磁阻記憶體的設計看起來並不複雜,但是對材料的要求比較高。
磁致電阻現象雖然150年前就由英國科學家威廉·湯姆森(Williams Thomson)發現,但是對於一般的材料而言,它是比較微弱的一種效應。也就是說,由於磁場變化帶來的電阻變化並不顯著,在電阻變化小於40%的時候,用三極體很難判斷出來本來就很微小的電流變化。
不過,最近的材料和工藝的進步使得該技術有了突破性的進展,1995年摩托羅拉公司(後來晶片部門獨立成為飛思卡爾半導體)演示了第一個MRAM晶片,並生產出了1MB的晶片原型。
2007年,磁記錄產業巨頭
IBM公司和
TDK公司合作開發新一代MRAM,使用了一種稱為自旋扭矩轉換(spin-torque-transfer , STT)的新型技術,利用放大了的隧道效應(tunnel effect),使得磁致電阻的變化達到了1倍左右。而此次東芝展出的晶片也正是利用了STT技術,只是進一步地降低了晶片面積,在一枚郵票見方的晶片上做出了1GB記憶體,這也使得世界看到了磁阻記憶體的威力——它的記錄密度是DRAM的成百上千倍,速度卻所有現有的記憶體技術都要快。大密度、快訪問、極省電、可復用和不易失是磁阻記憶體的五大優點,這使它在各個方面都大大超過了現有的甚至正在研發的存儲技術——
快閃記憶體太慢、SRAM和DRAM易揮發、
鐵電存儲器FRAM可重寫次數有限、晶相存儲不易控制溫度……MRAM可以說是集各個技術的優點於一身的高質量產品。
目前,MRAM已經在通信、軍事、數碼產品上有了一定的套用。2008年,日本的SpriteSat衛星就宣布使用飛思卡爾半導體公司生產的MRAM替換其所有的快閃記憶體元件。預計在今後的一、兩年里,它就能夠實現量產,我們在打開計算機時,也就不再需要等待了。
優點
MRAM兼具非易失、高速度、高密度、低耗等各種優良特性,所以被認為是電子設備中的理想存儲器。另外,MRAM由於是金屬材料為主,因此抗輻射能力遠較半導體材料強 。
與現有的靜態存儲器SRAM、動態存儲器DR AM和快閃記憶體 Flash相比,MRAM性能都足非常優秀的。
MRAM所帶來的另一個好處:允許將多種存儲器功能集成到一個晶片上,從而削減對多個仔儲器的需求、相應的成體和設備的大小.降低系統的複雜性 ,提高成本效益並延長電池壽命。
套用
MRAM足大多數手機 、 移動設備、膝上機、PC等數字產品的存儲器的潛在替代產品。從MRAM晶片技術的特性上來看,可以預計它將能解決包括計算機或手機啟動慢、數據丟失、數據裝載緩慢、電池壽命短等問題,明顯改變消費者使用電子沒備的方式.