STT-MRAM非易失性存储芯片的存储单元由一颗选通晶体管与一个MTJ(磁隧道结)构成,即1T1R结构。MTJ的核心是三层薄膜:自由层、MgO隧道氧化层、参考层。当自由层与参考层的磁化方向平行时,隧穿电阻较低,记为逻辑“0”;反平行时电阻升高,记为逻辑“1”。
写入时,极化电流垂直穿过MTJ,把自旋角动量传递给自由层,使其磁化方向翻转——这就是STT(Spin-Transfer Torque,自旋转移矩)。整个过程不需要外部磁场,也不需要电荷泵升压。
由此带来的四个特性,构成了NETSOL非易失性存储芯片产品的技术基础。
真正的非易失。非易失性存储芯片数据以磁化方向存储,不存在电荷泄漏路径。断电二十年,信息依然完整。
近乎无限的写入寿命。磁矩翻转不会损伤隧道氧化层,写寿命达到10¹⁴次。以每秒写入一千次计算,理论可用三千年以上。
无需擦除的覆盖写。MRAM没有“擦除”这个动作。改写一个字节就是改写一个字节,不涉及扇区、不涉及块、不涉及垃圾回收。
极低的静态功耗。没有高压产生电路,写入电流仅毫安级;深度掉电模式下,1.8V器件仅消耗25µA。
非易失性存储芯片的10¹⁴次写寿命与20年数据保持,都是在不使用外部ECC的条件下达成的。系统因此可以省掉EDAC中断、巡检任务与校验存储的全部开销。英尚微电子作为拥有十余年技术积累的芯片供应商,提供涵盖宽压、低功耗系列MRAM产品,并可协助完成时序匹配、PCB布局及固件适配等工程环节。如需获取详细数据手册或应用笔记洽英尚微电子。