MRAM與現(xiàn)行各類存儲器的比較

MRAM在讀寫方面可以實現(xiàn)高速化，這一點與靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)類似。由于磁體本質(zhì)上是抗輻射的﹐MRAM芯片本身還具有極高的可靠性，即MRAM本身可以免受軟錯誤之害。
 
MRAM可以做到與動態(tài)隨機存儲器(DRAM)類似的高密度，而且還具有讀取無破壞性、無需消耗能量來進行刷新等優(yōu)勢，因為磁體沒有漏電(leakage)之說。MRAM 與閃存（FLASH)同樣是非易失性的，它還具備了寫入和讀取速度相同的優(yōu)點，并具有承受無限多次讀一寫循環(huán)的能力。(在自由磁體層中來回切換的運動是電子的自旋,而電子本身永遠不會磨損)。
 
MRAM另外一個吸引人的特色是，MRAM單元可以方便地嵌入到邏輯電路芯片中，這只需在后端的金屬化過程增加一兩步需要光刻掩模板的工藝即可。另外因為MRAM單元可以完全制作在芯片的金屬層中，將2～3層單元疊放起來是可以實現(xiàn)的，這樣就可以在邏輯電路上方構(gòu)造規(guī)模極大的內(nèi)存陣列。這樣的可能性使我們可以預(yù)見到未來有望出現(xiàn)新型的、功能大大提升的單芯片系統(tǒng)這一美好前景。
     
MRAM技術(shù)目前還存在一些困難，至少還沒有一種實用化的、可靠的方式來實現(xiàn)大容量的MRAM。困難之一是對自由層進行寫入（使磁矩平行或反平行底層)時所需的功率過高，因此交叉點開關(guān)架構(gòu)受到連帶寫入問題的困擾。雖然只有所選中的位單元會承受由同時沿著字線和位線流動的電流引起的強烈的激勵磁場，但沿著其中任一根線上分布的所有其他的位單元也會承受一半的切換功率，因此它們被“半選中”。理論上“半選中”的磁場作用并未強到足以重新改變這些單元對準方向的地步，因此這些位應(yīng)該毫不受影響。
 
但由于MRAM單元要構(gòu)成大規(guī)模的陣列，在那些為數(shù)眾多的“半選中”的單元中某一個單元的自由層要出現(xiàn)狀態(tài)的隨機翻轉(zhuǎn)的幾率還是很大的。原因就在于對寫入線（(字或位)線通電時，我們同時降低了這條線（位于其上方或下方)上的每個單元的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的切換勢壘。而這個勢壘對MRAM陣列中的任一自由板在某個范圍內(nèi)是隨機的，也就是說它們沒有共同的、固定的切換閾值。于是“半選中”的單元數(shù)量越多，其中某個單元的狀態(tài)接近自身閾值而出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的幾率就越大。
 
要避免這個問題就需要對陣列的布局、內(nèi)存單元的構(gòu)造以及導(dǎo)線上的電流分布進行嚴格而一致性的控制﹐而這種控制通常是難以實現(xiàn)的，尤其是大的點陣更是如此。這種現(xiàn)象在電子學(xué)上稱為串?dāng)_(Cross talk)。
 
為了實現(xiàn)高密度的MRAM，縮短記憶位間的間距是必要的;然而當(dāng)記憶位間的間距縮短到一定程度時，相鄰的記憶位在執(zhí)行寫入動作的情形下相當(dāng)容易相互干擾。由于MRAM是利用磁場來寫入數(shù)據(jù)，而雜散場(stray filed )會影響到鄰近的位，故串?dāng)_問題是很難避免的。于是在實踐中交叉點陣列間的尺寸長度不能超過一定的限度，這樣單位面積上的單元數(shù)(密度)受到限制。雖然當(dāng)前的半導(dǎo)體集成電路早已突破了這一尺寸極限值，但MRAM技術(shù)中如何突破有待時日。
 
 
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