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擊敗三星有望?工研院攜手台積電,發表最新MRAM記憶體技術
數位時代邱品蓉
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在經濟部的支持下,我國工研院於今(15日)宣布,將與台積電合作開發SOT-MRAM(自旋軌道扭矩磁性記憶體)陣列晶片。在運算當道的年代,三星與台積電在MRAM(磁阻式隨機存取記憶體)的競爭,逐漸走向白熱化。

什麼是MRAM?

過去的傳統架構中,處理器(CPU)會從記憶體內,存取已儲存的資料,並進行運算處理。在一來一往的讀寫過程中,資料會徘徊在處理器和記憶體之間,造成延遲、高耗能等情況產生,影響到運算效率。

2018年,台積電董事長劉德音就談過記憶體內運算(in-memory computing),即將邏輯晶片、記憶體進行異質整合,提升運算效能。事實上,許多研究機構都在嘗試用不易耗損的新型記憶體開發此技術,但當中並不包含當前被廣泛應用的NAND(快閃記憶體)。

MRAM為一種非揮發性記憶體,兼具耗能低、讀寫速度快等優點,以及微縮至22奈米以下的潛力,相當適合應用在嵌入式記憶體的領域。

清華大學張孟凡教授所的團隊使用MRAM,成功開發全球第一片非揮發記憶體內運算電路晶片。根據媒體報導,相關論文發布後,三星也在今年一月發布類似論文,實驗晶片則搶在台積電前公布,較勁意味濃厚。

MRAM已是三星、台積電先後投入研究的記憶體產品,但是否將改變現有市場狀況,促使板塊轉移,還需持續觀察。

工研院攜手台積電,為下一代技術持續邁進

本次工研院攜手台積電共同發表的SOT-MRAM技術,能在低電壓、電流的情況下,達到0.4奈秒的高速寫入,並具備7兆次的耐受度。

該項技術未來可整合成先進製程嵌入式記憶體,在AI人工智慧、車用電子、高效能運算晶片等領域具有極佳的前景。工研院電子與光電系統所所長張世杰樂觀的表示:「MRAM兼具快閃記憶體非揮發性,近年來已成為半導體先進製程、下世代記憶體與運算的新星。」

另外,國立陽明交通大學也在今日的VLSI上,共同發表新磁性記憶體的高效能運作技術。透過優化STT-MRAM(自旋轉移矩磁性記憶體)的膜層和元件,提高寫入速度,降低延遲、電流,並拉長使用壽命。

最重要的是,STT-MRAM能在127度到零下269度的範圍內,穩定且高效運作,這也是工作溫度橫跨近400度的STT-MRAM,第一次在實驗中被驗證。未來可應用於量子電腦、航太等產業當中。

責任編輯:侯品如

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