蔡銘進步上夢幻型MRAM國度

 首頁 院友點滴 工研院小故事 Vol. 3 蔡銘進步上夢幻型MRAM國度

您可能有過類似的慘痛經驗,一不小心按到電腦某些按鍵,或突然斷電,辛苦寫的檔案隨即跟著電腦畫面消失了!不過一旦改用磁性記憶體MRAM取代電腦主機的DRAM和SRAM後,即使電腦突然不來電,檔案也能”安然無虞”。

電源關掉後,資料怎麼還在呢?電子所奈米電子計畫主持人蔡銘進組長表示,關鍵在於電源切換後,MRAM的記憶單元仍能維持停電前或高或低的電阻狀態。原理是 利用電流產生磁場來改變MRAM的基本結構MTJ (Megnetic Tunneling Junction)元件中,上下兩個磁性材料磁區的相對方向。方向相同時MTJ屬於低阻態或是0的狀態,方向相反時是高阻態或是1的狀態。除非外加磁場改 變,這組態是不會隨時間改變的。也就是說即使電訊中斷,仍能維繫住0和1的訊號狀態,使作業系統安然無虞。蔡銘進用了自來水開關的比喻作說明(T)。

非揮發性記憶體的簡單概念,事實上像flash,目前已經廣泛使用在包括手機,數位相機,PDA等行動電子產品上,這些產品資訊儲存次數不會很,讀寫速度要 求也不高。但是遇到像電腦要邏輯運算,需要高速跟高儲存次數的記憶體,Flash的速度跟壽命就不敷使用了。蔡銘進說,MRAM生命週期可和DRAM, SRAM相比,讀寫次數高達10的12次方,或是1兆次以上,比起flash的10的6次方或是100萬次,有明顯的優勢,讀寫的速度也遠快於 Flash,所以會被稱為夢幻記憶體。

因為MRAM的優異性能,全球大廠IBM, Motorola, Sony, NEC, Toshiba, Samsung等從1995年開始,相繼投入人力開發。國內電子所一支研發團隊,四年前開始投入前瞻奈米電子相關計劃開發,起步相對落後。不過,電子所在 這項前瞻技術的結構專利上,包括高密度和低耗能表現上卻仍有勝出之處。去年在國際間會議上發表還獲得高度青睞。今年也獲得工研院內頒發研究成就獎的肯定, 上個月還從台積電資深副總蔣尚義博士手中,接下台積電10幾年來頒給電子所唯一的感謝狀。然而這批團隊,最要感謝的人,是當初肯定他們方向並一路指導他們 的前電子所顧問鄧端理博士。蔡銘進說,當大家還在觀望、不確定MRAM的技術風險時,自IBM退休的鄧端理挺身而出。聽聽蔡銘進怎麼說(T)。

對 業界來說,前瞻技術研發要能落實生產,才算開花結果。電子所目前已經和台積電合作三年多時間,運用台積前段的CMOS製程,以及電子所後段的MRAM 製程,開發嵌入式記憶體(Embeded Memory)技術,希望為已經達到經濟規模的CMOS製程,挺進更具宏效的SOC這條新路。回首來時路,前瞻未來,蔡銘進這位典型的科技研發主管,打從 心底希望,幫台灣的半導體未來擺上自己一份心力(T)。