MRAM進(jìn)駐MCU 28nm下將無閃存

隨著越來越多具成本效益的應(yīng)用選擇磁阻隨機(jī)存取內(nèi)存(MRAM)，不僅為其帶來了成長動能，業(yè)界生態(tài)系統(tǒng)也開始支持這一新興內(nèi)存選擇。

eVaderis最近發(fā)布一項(xiàng)超低功耗MCU參考設(shè)計的共同開發(fā)計劃，采用格芯(Globalfoundries)基于22nm FD-SOI (22FDX)平臺的嵌入式MRAM技術(shù)。兩家公司正尋求支持一系列的低功耗應(yīng)用，例如以電池供電的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)產(chǎn)品、消費(fèi)和工業(yè)MCU，以及汽車控制器。

Globalfoundries近來積極經(jīng)營MRAM領(lǐng)域，它是少數(shù)幾家公開宣布在2017年底前至2018年量產(chǎn)MRAM的代工廠之一，并且也已經(jīng)與Everspin Technologies展開深入合作——Everspin Technologies是第一家從新興MRAM獲得商業(yè)動能的制造商。

在2017年于日本舉行的國際超大規(guī)模集成電路技術(shù)、系統(tǒng)暨應(yīng)用研討會(VLSI-TSA 2018)上，Globalfoundries在一篇技術(shù)論文中描述了Everspin將eMRAM推向22nm工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)展，以及它如何為嵌入應(yīng)用大幅提升數(shù)據(jù)保留效能。同時，Spin Transfer Technologies (STT)近期在商用化MRAM技術(shù)方面也取得了進(jìn)展。

eVaderis透過Globalfoundries的FDXcelerator合作伙伴計劃設(shè)計其MCU技術(shù)，并有效利用22FDX平臺的高效率電源管理功能。eVaderis總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Pascal Bost在接受《EE Times》電話采訪時表示，使用Globalfoundries的eMRAM用于讓eVaderis MCU的各個部份頻繁地上電，而不會導(dǎo)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，芯片尺寸也大幅縮小。

eVaderis在eMRAM MCU方面的進(jìn)展反映該公司的預(yù)測：新興內(nèi)存將在2016年取得明顯成長動能，而不再等待業(yè)務(wù)到位。eVaderis于2014年成立。Bost表示該公司的目標(biāo)在于以MRAM與RRAM等顛覆性的嵌入式內(nèi)存技術(shù)為基礎(chǔ)，提供創(chuàng)新IP解決方案。目前該公司有三大內(nèi)部團(tuán)隊，分別專注于設(shè)計自動化、制作工具以及系統(tǒng)。

整體而言，eVaderis期望能將某一種內(nèi)存工藝移植到另一種，從一家代工廠移植到另一座代工廠。eVaderis創(chuàng)辦人兼副首席執(zhí)行官Virgile Javerliac說，該公司目前主要專注于為MRAM和RRAM等內(nèi)存開發(fā)高效率IP。

Bost說，自公司最初成立以來，許多情況已經(jīng)發(fā)生變化了。“五年前，我們認(rèn)為必定會在40nm時面對閃存的挑戰(zhàn)，而今情況并非如此。三家主要的代工廠都采用MRAM作為28nm及以下節(jié)點(diǎn)的非揮發(fā)性內(nèi)存解決方案，而且這些節(jié)點(diǎn)都不會再有閃存。這對我們來說是個好消息。”

eVaderis專注于具顛覆性的嵌入式NVM的產(chǎn)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(jī)內(nèi)存(STT-RAM)和電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存(RRAM)

Javerliac表示，位級的讀寫能力以及讓客戶直接存取編譯程序，有助于縮短產(chǎn)品上市時間。相較于宏觀層面的閃存，目前采用MRAM已能在邏輯層面工作了?！澳憧梢栽?a target="_blank">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(shù)分配用于整個系統(tǒng)中。

Bost說，eVaderis早期曾經(jīng)進(jìn)行了大量的客戶訪談，目的在于了解對于MRAM和RRAM的性能期待。PRAM帶來了一些新的市場興趣，因?yàn)樗宫F(xiàn)出可能成為某些應(yīng)用的理想解決方案。他說：“這兩種技術(shù)都有發(fā)展空間。但很顯然，最大的市占率將會屬于MRAM。”

eVaderis與GlobalFoundries共同開發(fā)使用eMRAM的22FDX參考設(shè)計，預(yù)計將在今年第四季上市。工藝設(shè)計套件現(xiàn)已上市，采用多計劃晶圓的22FDX eMRAM客戶原型已在開發(fā)中。

Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示，迄今為止，在MCU上采用這些新興內(nèi)存并不普及，主要是因?yàn)檫@些新技術(shù)比起NOR閃存或SRAM的成本更高。他說：“隨著工藝微縮超過14nm，預(yù)計將會發(fā)生變化，因?yàn)镹OR無法再使用，而SRAM也開始變得越來越大。”

Handy表示，eVaderis支持低功耗MRAM的低功耗MCU聽起來與電池供電設(shè)備非常相稱。“MRAM比閃存更能持久儲存數(shù)據(jù)。然而，無論是NAND還是NOR，閃存的寫入都會長時間耗電，強(qiáng)制預(yù)擦除更是耗電。”

他認(rèn)為，MRAM和其他新興非揮發(fā)性技術(shù)的特點(diǎn)之一在于編程人員能夠靈活地使用內(nèi)存。“他們不再需要將程序代碼限制在NOR的大小或限制數(shù)據(jù)只能在SRAM的大小，」Handy說：「這不僅簡化了設(shè)計，而且透過讓同樣基于MRAM的MCU用于多種應(yīng)用中，可為某些客戶節(jié)省成本?！?/p>