在經濟部的支持下，我國工研院於今（15日）宣布，將與台積電合作開發SOT-MRAM（自旋軌道扭矩磁性記憶體）陣列晶片。在運算當道的年代，三星與台積電在MRAM（磁阻式隨機存取記憶體）的競爭，逐漸走向白熱化。
什麼是MRAM？
過去的傳統架構中，處理器（CPU）會從記憶體內，存取已儲存的資料，並進行運算處理。在一來一往的讀寫過程中，資料會徘徊在處理器和記憶體之間，造成延遲、高耗能等情況產生，影響到運算效率。
2018年，台積電董事長劉德音就談過記憶體內運算（in-memory computing），即將邏輯晶片、記憶體進行異質整合，提升運算效能。事實上，許多研究機構都在嘗試用不易耗損的新型記憶體開發此技術，但當中並不包含當前被廣泛應用的NAND（快閃記憶體）。
MRAM為一種非揮發性記憶體，兼具耗能低、讀寫速度快等優點，以及微縮至22奈米以下的潛力，相當適合應用在嵌入式記憶體的領域。
清華大學張孟凡教授所的團隊使用MRAM，成功開發全球第一片非揮發記憶體內運算電路晶片。根據媒體報導，相關論文發布後，三星也在今年一月發布類似論文，實驗晶片則搶在台積電前公布，較勁意味濃厚。
MRAM已是三星、台積電先後投入研究的記憶體產品，但是否將改變現有市場狀況，促使板塊轉移，還需持續觀察。
工研院攜手台積電，為下一代技術持續邁進
本次工研院攜手台積電共同發表的SOT-MRAM技術，能在低電壓、電流的情況下，達到0.4奈秒的高速寫入，並具備7兆次的耐受度。
該項技術未來可整合成先進製程嵌入式記憶體，在AI人工智慧、車用電子、高效能運算晶片等領域具有極佳的前景。工研院電子與光電系統所所長張世杰樂觀的表示：「MRAM兼具快閃記憶體非揮發性，近年來已成為半導體先進製程、下世代記憶體與運算的新星。」
另外，國立陽明交通大學也在今日的VLSI上，共同發表新磁性記憶體的高效能運作技術。透過優化STT-MRAM（自旋轉移矩磁性記憶體）的膜層和元件，提高寫入速度，降低延遲、電流，並拉長使用壽命。
最重要的是，STT-MRAM能在127度到零下269度的範圍內，穩定且高效運作，這也是工作溫度橫跨近400度的STT-MRAM，第一次在實驗中被驗證。未來可應用於量子電腦、航太等產業當中。
責任編輯：侯品如
