几种能令嵌入式应用焕发新生的新型内存

新兴的内存技术可望在嵌入式应用中找到大量市场，从而取代NOR闪存(flash)，用于在微控制器(MCU)与ASIC中储存程序代码。

市调公司Objective Analysis分析师Jim Handy表示，“到了某个时间点，NOR将会因为微缩问题而带来挑战，所有的MCU和ASIC制造商及其逻辑代工厂，将会需要新的非挥性内存技术用于程序代码储存——它可能发生在40nm或是14nm，最终将取决于代工厂的逻辑工艺进展。”Handy将在即将举行的美国国际半导体展(Semicon West)上发表新兴内存市场趋势。

业界目前面临的挑战是，在这些新内存技术得以量产以前，价格都还会十分昂贵。Handy说，其中，磁阻式随机存取内存(MRAM)最具优势，因为Everspin长久以来一直在销售其暂存用的独立芯片。

格芯科技(Globalfoundries)则支持嵌入式MRAM (eMRAM)。Globalfoundries嵌入式内存副总裁David Eggleston说：“我们目前正与前五大MCU制造商中的四家公司合作，他们在40nm之后需要的是用于FinFET或FD-SOI的更低成本嵌入式闪存(e-flash)替代方案，因为将eflash添加到逻辑平台的成本开始大幅增加了。”

Eggleston指出，随着Globalfoundries、台积电(TSMC)和三星(Samsung)分别量产不同的eMRAM版本——FD-SOI、bulk和SRAM替代产品，eMRAM开始变得更成熟，产量也逐渐提高中。

Globalfoundries推出采用采用22nm工艺的eMRAM，并为Everspin制造了256-Mbit和Gbit的独立MRAM产品。Globalfoundries和台积电都有能力展现eMRAM的高温性能，以确保汽车制造商和工业用户能够在高温(包括在260°C的回流焊)环境下仍保有储存的数据。

Globalfoundries还与IP设计供应商eVaderis合作，提供可降低功耗泄漏的嵌入式MRAM设计。Eggleston说：“相较于较SRAM，汽车制造商对于eMRAM更易于降低泄漏以提高功率预算的特性备感兴趣。”

Crossbar Inc.首席执行官George Minassian指出，在各种新兴的内存替代方案中，“ReRAM具有可扩展性的优势，因为即使是紧密封装中，在1和0的导电细丝(filament)和无导电细丝之间的差别，仍然足够大而可加以测量。”Minassian将在Semicon West上发表有关ReRAM的最新进展。

Minassian表示，ReRAM的最初应用将会是逻辑组件的嵌入式内存。Crossbar的组件目前正接受使用传统CMOS材料的客户进行验证与测试。Microsemi最近取得了Crossbar的技术授权。此外，该公司还展示了用于边缘进行AI影像辨识的ReRAM芯片。

Eggleston表示：“ReRAM在这些较小的工艺节点上变得越来越有意思了，这些更低成本的简单组件在选择器上使用二极管取代晶体管，它可能会与嵌入式flash在程序代码储存方面形成价格竞争。此外，虽然堆栈本身非常简单，但为了控制原有的变异而在位单元(bitcell)之外进行许多设计，造成ReRAM上市时程不断地延迟。”

到目前为止，唯一的ReRAM商业应用似乎是Adesto Technology的导电桥接记忆(CBRAM)。 Handy说，这种抗辐射组件目前主要应用于以X射线消毒杀菌的手术器械中。

新兴内存技术将面临相同的市场需求——如同DRAM与NAND一样加速量产以降低成本（来源：Objective Analysis）

使用高K电介质的铁电FET (FeFET)是另一种选择。Eggleston说，FeFET承诺将使eMRAM或e-flash的成本减半，同时提供低功耗以及易于与逻辑组件整合。但是，其耐用度仍然有待改善，因此，他认为FeFET还需要进一步的研发。

Handy说，富士通(Fujitsu)已经为地铁票卡生产了大量的上一代PZT FeRAM组件，但这种基于铅的技术还存在着晶圆厂整合问题。新一代组件采用二氧化铪(hafnium dioxide)，其优点是可以使用已经在晶圆厂中量产的材料，但该组件可能存在磨损问题，目前的耐用性也极其有限。

编译：Susan Hong

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