存储概念这么多，MRAM为何能成为各大厂商的抢手货？

近年来，在人工智能、5G 时代来临下，数据需求量暴增，随着摩尔定律持续向下微缩，半导体业者加大对新兴存储的研发与投资力道，开始寻求成本更佳、速度更快、效能更好的储存解决方案。

新兴存储 MRAM(磁阻式随机存取存储) 逐渐成为市场焦点，台积电、英特尔与三星等半导体大厂，相继投入研发。

据了解，MRAM 具有成为通用存储器的潜力，能够将存储存储器的密度与 SRAM 的速度结合在一起，同时始终保持非易失性和高能效。MRAM 可以抵抗高辐射，可以在极端温度条件下运行，并且可以防篡改。MRAM 技术仍远未实现其潜力，但截至 2020 年初，市场上有从很小的 MRAM 到 1Gb 芯片的 MRAM 芯片，并且公司正在将该技术用于许多应用。

MRAM 属于非挥发性存储技术，是利用具高敏感度的磁电阻材料制造的存储，断电时，所储存的数据不会消失，耗能较低;读写速度快，可媲美 SRAM(静态随机存取存储)，比 Flash 速度快上百倍、甚至千倍;在存储容量上能与 DRAM 抗衡，兼具处理与储存资讯功能;且数据保存时间长，适合需要高性能的场域。

除效能上的优点外，相较于 DRAM、SRAM 与 NAND Flash 等存储面临微缩困境，MRAM 特性可满足制程微缩需求。目前 DRAM 制程停滞在 1X 纳米，而 Flash 走到 20 纳米以下后，朝 3D 制程转型，MRAM 制程可推进至 10 纳米以下。至于 SRAM，则在成本与能量损耗上，遭遇严峻挑战。

在具备 Flash 的非挥发性技术、SRAM 的快速读写能力、DRAM 的高元件集积度等特性之下，MRAM 未来发展潜力备受期待，已被半导体业界视为下世代的梦幻存储技术，成为人工智能与机器学习应用上，可替代 SRAM 的新兴存储。

也因此，除晶圆代工龙头台积电外，包括英特尔、三星、格芯等 IDM 厂与晶圆代工厂，相继投入 MRAM 研发，盼其能成为后摩尔定律时代的新兴储存解决方案。

MRAM 与 DRAM、NAND Flash 及 SRAM 等存储概念全然不同，MRAM 的基本结构是磁性隧道结，研发难度高，目前主要为两大类别：传统 MRAM 及 STT-MRAM，前者以磁场驱动，后者则采自旋极化电流驱动。

目前各家半导体大厂主要着眼 STT-MRAM，且越来越多嵌入式解决方案诞生，以取代 Flash、EEPROM 和 SRAM。三星采 28 纳米 FD-SOI(完全空乏型硅绝缘层金氧半晶体管) 制程制造;格芯同样 FD-SOI 技术，但制程已推进至 22 纳米;英特尔也采用基于 FinFET(鳍式场效晶体管) 技术的 22 纳米制程。

台积电则是早在 2002 年，就与工研院签订 MRAM 合作发展计画，目前正开发 22 纳米嵌入式 STT-MRAM，采用超低漏电 CMOS(互补式金属氧化物半导体) 技术，已完成技术验证、进入量产，并将持续推进 16 纳米 STT-MRAM 开发，以支持下世代嵌入式存储 MCU、车用电子元件、物联网及人工智能等多项新应用。

据研调机构 Yole Développement 指出，到 2024 年，STT-MRAM 市场规模可望达到 18 亿美元，其中嵌入式方案产值约 12 亿美元、独立元件约 6 亿美元。未来几年，虽然 DRAM 与 NAND Flash 将持续站稳存储市场主导地位，但随着各家半导体大厂相继投入发展，成本也将逐步下降，进一步提升 MRAM 的市场普及率。