Samsung comenzó a producir en masa su nueva tecnología, la eMRAM RAM basada en 28nm, que se introdujo en 2016. Esta nueva tecnología es escalable, fácil de implementar y es más rápida y eficiente en términos de consumo de energía que eFlash, la estándar actual de RAM utilizada.
Conoce todo sobre la nueva memoria eMRAM de Samsung
Para ser específicos, utiliza alrededor de 1/400 de la potencia del eFlash durante la grabación y retiene los datos incluso cuando está apagado. En cuanto a la velocidad, es unas 1.000 veces más rápida que eFlash en la mayoría de los casos de uso. Su estructura fácil de implementar y la falta de volatilidad, a su vez, significan que puede ser una excelente opción para prácticamente cualquier caso de uso de RAM.
Resolviendo viejos problemas
Esta nueva solución de Samsung resuelve una serie de problemas. Para empezar, es una forma de memoria no volátil que es extremadamente eficiente desde el punto de vista energético. Eso es porque no necesita electricidad para almacenar datos. Los datos se almacenan mediante la interacción de dos capas ferromagnéticas, a ambos lados de una delgada barrera. Pasar electricidad invierte la polaridad de la película en un lado, en áreas que corresponden a 1 contra 0 en binario, lo que hace que la eMRAM sea extremadamente fácil de leer o escribir y le permite almacenar datos incluso cuando el equipo está desenchufado.
En cuanto a la facilidad de uso e implementación, el nuevo producto eMRAM de Samsung se puede conectar directamente a varios sustratos y diseños de productos existentes. Solo necesita tres máscaras en un sustrato determinado, lo que significa que es bastante delgada y se puede colocar en prácticamente cualquier dispositivo. Eso significa que se puede usar en casi cualquier cosa, desde televisores hasta equipos IoT.
El diseño de 2016, que se repitió y finalmente se convirtió en este modelo de producción en masa, se basa en la tecnología de proceso 28FDS de Samsung. Al igual que con los procesadores y otros tipos de RAM, los procesos de eMRAM se perfeccionarán con el tiempo. Samsung ya está planeando comenzar a hacer eMRAM con el 18FDS. Eventualmente, también se incorporarán "procesos más avanzados", como finFET, un proceso de transistor 3D que es común en la fabricación de procesadores móviles.
La producción en masa de Samsung eMRAM es un gran avance en el campo de la RAM integrada. Su eficiencia energética, velocidad y facilidad de implementación superan fácilmente todo lo que ofrece el mercado actual.
¿Cuándo llegará la eMRAM?
Es probable que veamos equipos con la nueva tecnología eMRAM de Samsung en dispositivos antes de que finalice este año, y esto acelerará significativamente los procesadores, agregará nuevas funciones a los pequeños dispositivos IoT y hará que muchos tipos de dispositivos sean más eficientes energéticamente, por nombrar algunos. unos pocos, solo unos pocos beneficios.
Lo que esto significa para usted como consumidor es simple; los precios no cambiarán mucho, pero todo está a punto de acelerarse. Eso es el doble de la eficiencia o incluso más cuando Samsung comienza a trasladar la creación de eMRAM a otros procesos de fabricación, que son más compatibles con otros casos de uso e incluso pueden ofrecer una mejor eficiencia energética y otras ventajas.
Samsung ha sido uno de los jugadores dominantes en el mercado de RAM entre todos los tipos de soluciones, por lo que no es probable que la nueva tecnología eMRAM cause turbulencias en el mercado. Del mismo modo, si bien es mucho más rápido y más eficiente en términos de energía que las soluciones actuales, no es exactamente un cambio de juego y probablemente no abrirá nuevos casos de uso de RAM incorporados.
En la conferencia IEEE IEDM de 2019, organizada por IEEE Electron Devices Society y MRAM Global Innovation Forum, organizada por IEEE Magnetics Society, hubo conferencias y talleres que describieron el futuro de la memoria y la unidad de estado sólido (la famosa SSD).
Tecnología eMRAM e Internet de las Cosas
La tecnología MRAM para aplicaciones de productos integrados es prometedora para la Internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial y muchas otras aplicaciones. Samsung es una de las empresas que se ha comprometido a implementar MRAM integrado en su negocio de fundición.
Samsung demostró la lógica de 28nm con un STM-MRAM de 8Mb. A principios de este año, ARM dijo que admitirá eMRAM en los procesos de 28nm de Samsung. El fabricante de Corea del Sur presentó recientemente un SSD que incluía un procesador ARM para aplicaciones de almacenamiento informático. El dispositivo de memoria MRAM de proceso de 28nm de Samsung se muestra a continuación.
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Intel también describió STT-MRAM en su proceso 22FF 22FFL. El dispositivo de Intel es un dispositivo FinFET MRAM, probablemente el primero de su tipo. Intel dijo que su dispositivo MRAM estaba listo para la producción. La siguiente sección muestra el MTJ integrado en el proceso lógico 22FFL de Intel.
Global Foundries también exhibió la tecnología MRAM de 40 Mb integrada de 22 nm para aplicaciones MCU automotrices de baja potencia. Estos dispositivos eran notables porque podían usarse entre -40 y 150 °C, con buenas características de lectura y escritura e inmunidad a campos magnéticos de 500 Oersted incluso a 150 °C.
Todas las fundiciones dijeron que ofrecerían memoria MRAM (y otras memorias emergentes) en sus productos integrados. Estos incluyeron Samsung, TSMC y UMC. Un cliente de TSMC (Gyrfalcon) anunció poco después de la IEDM que su nuevo chip acelerador de IA utiliza MRAM de TSMC en un proceso de 22 nm para proporcionar 40 MB de memoria. El nuevo chip se puede utilizar para clasificación de imágenes, identificación de voz, reconocimiento facial, reconocimiento de patrones y otras aplicaciones.
Otros trabajos han explorado desarrollos en cambio de fase, RAM resistiva, así como dispositivos RAM ferroeléctricos. Un artículo de SK Hynix demostró una memoria de punto de cruce de cambio de fase de 2 niveles en un proceso autoalineado, con una latencia de lectura de menos de 100 nm en una matriz de 16 Mb. Las imágenes en papel se muestran a continuación.
Un artículo de Samsung exploró el uso de STT-MRAM como parte de una red neuronal para aplicaciones de IA. Un artículo de IBM Zurich se centró en la memoria de cambio de fase para la multiplicación en memoria. Otro artículo de IBM describió una celda sináptica electroquímica con 100 niveles discretos, para un dispositivo informático neuromórfico de baja potencia. La siguiente figura es de este documento.
En las conferencias magistrales del Foro de innovación global de MRAM, se proyectó que eMRAM se usará inicialmente para reemplazar eFlash y, finalmente, para aplicaciones SRAM. Esto incluyó trabajo de reflujo de soldadura con retención de datos MRAM. Algunas presentaciones demostraron la retención de datos de 10 años a 85ºC, para algunos proyectos MRAM. Los clientes de MRAM incluyen empresas como Airbus, Broadcom, Dell EMC, NXP, Siemens y Schneider Electric.
Estos documentos de IEDM y otros documentos del Foro de innovación global de MRAM brindaron información sobre el futuro del almacenamiento no volátil y sus usos en futuras aplicaciones informáticas, incluidas varias aplicaciones de IA y computación en memoria.
Samsung ha anunciado que ampliará su gama de soluciones de memoria no volátil de alta densidad a finales de este año, incluido el lanzamiento del chip eMRAM de 1 GB en 2019. Antes de eso, Intel también anunció que está lista para la producción en masa de chips eMRAM. . A medida que las fábricas de memoria comiencen gradualmente a producir chips eMRAM en masa, pronto podremos utilizar estos chips de memoria de bajo consumo y alto rendimiento.
