三星晶圓代工業務(Samsung Foundry)準備開始以28奈米FD-SOI製程,提供SST-MRAM (spin torque transfer magnetic RAM)以及快閃記憶體,做為嵌入式非揮發性記憶體(eNVM)選項。

Samsung Foundry行銷暨業務開發負責人Kelvin Low在接受EE Times歐洲版訪問時表示,該公司的技術藍圖顯示,28奈米FD-SOI嵌入式非揮發性記憶體將分兩階段發展,首先是在2017年底進行嵌入式快閃記憶體(eFlash)的風險生產(risk production),嵌入式MRAM (eMRAM)的風險生產則安排在2018年底。

不過Low也指出:「我們雖然會同時提供eFlash與eMRAM (STT-MRAM)技術選項,但預期市場需求會導致最後只剩下一種嵌入式非揮發性記憶體方案。」

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風險生產指的是晶圓代工廠客戶運作其完整電路、並不測試結構,但仍有可能改變製程與設計,以最佳化晶片性能以及改善良率;而因為製程還未最後確定,這類生產對客戶來說必須負擔風險,因此被稱為風險生產。此生產階段可能會持續數個月時間,而正式提供eFlash與eMRAM量產的時程,分別會在2018與2019年。

MARM這種非揮發性記憶體技術已經發展多年,最近才有業者Everspin Technologies提供單獨的MRAM晶片;三星在2011年收購了MRAM技術新創公司Grandis。

要提供28奈米嵌入式非揮發性記憶體得克服許多挑戰,產業界公認將快閃記憶體微縮至28奈米節點並不實際,但MRAM、相變化記憶體(PCM)以及電阻式記憶體(ReRAM)等其他技術選項仍不成熟。28奈米節點eFlash的問題包括耐久性以及功耗,而通常SoC設計會選擇以較不積極的節點來製作嵌入式快閃記憶體電路、放棄微縮。

這也可能是三星先推eFlash技術,但預期客戶會在長期使用STT-MRAM;MRAM在長期看來會是較受歡迎的技術,因為與CMOS融合的簡易性以及其電壓架構,能以最少三層額外光罩就能被整合,而eFlash則通常需要6~8層額外光罩。

MRAM通常是以平面內(in-plane)方式製作,不過也有選項是將磁性層垂直佈置以進一步縮小面積;不過Low表示,三星不方便透露其eMRAM的製作技術細節。

不過三星在2016年6月於美國德州奧斯汀舉行的設計自動化大會(DAC)上,確實展示了以28奈米HKMG塊狀CMOS製程生產的獨立MRAM;Low表示:「我們的團隊正在研究將此成果轉移至28奈米FD-SOI製程。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文: FDSOI to Get Embedded MRAM, Flash Options at 28nm,by Peter Clarke)