隨著越來越多具成本效益的應用選擇磁阻隨機存取記憶體(MRAM),不僅為其帶來了成長動能,業界生態系統也開始支援這一新興記憶體選擇。

eVaderis最近發佈一項超低功耗MCU參考設計的共同開發計劃,採用格芯(Globalfoundries)基於22nm FD-SOI (22FDX)平台的嵌入式MRAM技術。兩家公司正尋求支援一系列的低功耗應用,例如以電池供電的物聯網(IoT)產品、消費和工業MCU,以及汽車控制器。

Globalfoundries近來積極經營MRAM領域,它是少數幾家公開宣佈在2017年底前至2018年量產MRAM的代工廠之一,並且也已經與Everspin Technologies展開深入合作——Everspin Technologies是第一家從新興MRAM獲得商業動能的製造商。在2017年於日本舉行的國際超大型積體電路技術、系統暨應用研討會(VLSI-TSA 2018)上,Globalfoundries在一篇技術論文中描述了Everspin將eMRAM推向22nm製程節點的進展,以及它如何為嵌入應用大幅提升資料保留效能。同時,Spin Transfer Technologies (STT)近期在商用化MRAM技術方面也取得了進展。

eVaderis透過Globalfoundries的FDXcelerator合作夥伴計劃設計其MCU技術,並有效利用22FDX平台的高效率電源管理功能。eVaderis總裁兼執行長Jean-Pascal Bost在接受《EE Times》電話採訪時表示,使用Globalfoundries的eMRAM用於讓eVaderis MCU的各個部份頻繁地上電,而不會導致典型的MCU性能損失,較上一代MCU的電池壽命更高10倍以上,晶片尺寸也大幅縮小。

eVaderis在eMRAM MCU方面的進展反映該公司的預測:新興記憶體將在2016年取得明顯成長動能,而不再等待業務到位。eVaderis於2014年成立。Bost表示該公司的目標在於以MRAM與RRAM等顛覆性的嵌入式記憶體技術為基礎,提供創新IP解決方案。目前該公司有三大內部團隊,分別專注於設計自動化、製作工具以及系統。

整體而言,eVaderis期望能將某一種記憶體製程移植到另一種,從一家代工廠移植到另一座代工廠。eVaderis創辦人兼副執行長Virgile Javerliac說,該公司目前主要專注於為MRAM和RRAM等記憶體開發高效率IP。

Bost說,自公司最初成立以來,許多情況已經發生變化了。「五年前,我們認為必定會在40nm時面對快閃記憶體的挑戰,而今情況並非如此。三家主要的代工廠都採用MRAM作為28nm及以下節點的非揮發性記憶體解決方案,而且這些節點都不會再有快閃記憶體。這對我們來說是個好消息。」

20180330_eVaderis_NT02.jpg eVaderis專注於具顛覆性的嵌入式NVM的產品,例如可提供類似嵌入式SRAM和DRAM性能的自旋傳輸力矩磁性隨機記憶體(STT-RAM)和電阻式隨機存取記憶體(RRAM)

Javerliac表示,位元級的讀寫能力以及讓客戶直接存取編譯器,有助於縮短產品上市時間。相較於宏觀層面的快閃記憶體,目前採用MRAM已能在邏輯層面工作了。「你可以在CPU中啟用特定類型的功能。」他說,與Flash不同的是,你可以將技術分配用於整個系統中。

Bost說,eVaderis早期曾經進行了大量的客戶訪談,目的在於了解對於MRAM和RRAM的性能期待。PRAM帶來了一些新的市場興趣,因為它展現出可能成為某些應用的理想解決方案。他說:「這兩種技術都有發展空間。但很顯然,最大的市佔率將會屬於MRAM。」

eVaderis與GlobalFoundries共同開發使用eMRAM的22FDX參考設計,預計將在今年第四季上市。製程設計套件現已上市,採用多計劃晶圓的22FDX eMRAM客戶原型已在開發中。

Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示,迄今為止,在MCU上採用這些新興記憶體並不普及,主要是因為這些新技術比起NOR快閃記憶體或SRAM的成本更高。他說:「隨著製程微縮超過14nm,預計將會發生變化,因為NOR無法再使用,而SRAM也開始變得越來越大。」

Handy表示,eVaderis支援低功耗MRAM的低功耗MCU聽起來與電池供電設備非常相稱。「MRAM比快閃記憶體更能持久儲存資料。然而,無論是NAND還是NOR,快閃記憶體的寫入都會長時間耗電,「強制預擦除更是耗電。」

他認為,MRAM和其他新興非揮發性技術的特點之一在於編程人員能夠靈活地使用記憶體。「他們不再需要將程式碼限制在NOR的大小或限制資料只能在SRAM的大小,」Handy說:「這不僅簡化了設計,而且透過讓同樣基於MRAM的MCU用於多種應用中,可為某些客戶節省成本。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:MRAM Uptake Spurs MCU Design,by Gary Hilson)