【產(chǎn)通社，6月4日訊】中國(guó)科學(xué)院微電子研究所（Microelectronice of Chinese Academy of Sciences）官網(wǎng)消息，近年來(lái)，磁隨機(jī)存儲(chǔ)器（MRAM）因其優(yōu)異性能獲得工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。但受制于物理尺寸難以微縮到DRAM/NAND級(jí)別、寫入速度無(wú)法達(dá)到SRAM（小于1納秒，即十億分之一秒）級(jí)別等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，MRAM在主流存儲(chǔ)器市場(chǎng)上處于容量無(wú)法匹配DRAM/NAND、速度無(wú)法匹配SRAM的尷尬境地。MRAM寫入速度無(wú)法匹配SRAM的根本物理限制，在于其通過(guò)電流產(chǎn)生阻尼自旋矩作用于存儲(chǔ)層，實(shí)現(xiàn)電控“0”和“1”狀態(tài)的切換。在STT-MRAM和自旋極化與磁矩共線的SOT-MRAM中，阻尼自旋矩會(huì)導(dǎo)致在“0”和“1”狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的磁矩進(jìn)動(dòng)，這種進(jìn)動(dòng)需要持續(xù)2-10 ns，限制了MRAM的寫入速度。

針對(duì)上述寫入機(jī)制上的物理機(jī)理限制，集成電路制造技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種類場(chǎng)自旋矩導(dǎo)致的無(wú)磁矩進(jìn)動(dòng)、無(wú)外加磁場(chǎng)的超快電寫入方式，有望從源頭上解決MRAM在速度和高密度集成中面臨的基礎(chǔ)性物理問(wèn)題。器件的實(shí)測(cè)結(jié)果表明，在低于阻尼自旋矩（當(dāng)前STT/SOT-MRAM的寫入機(jī)制）寫入電流一個(gè)數(shù)量級(jí)的情況下，可在200ps（0.2ns）的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)“0”和“1”狀態(tài)的可靠寫入，其數(shù)據(jù)保持時(shí)間和可集成密度均優(yōu)于SRAM。該成果有望率先在對(duì)讀寫速度要求苛刻的人工智能和高性能計(jì)算領(lǐng)域得到應(yīng)用。

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