Everspin的MRAM芯片存储技术工作原理

在存储技术快速迭代的今天，MRAM芯片（磁阻随机存取存储器）以其独特的性能，逐渐成为业界关注焦点。它不同于传统的闪存或DRAM，利用磁性而非电荷来存储数据，兼具高速、耐用与非易失性特点。

MRAM如何写入数据
MRAM的核心存储单元是磁性隧道结（MTJ），由“固定层”和“自由层”两层磁性材料组成。写入时，位于单元上方的位线和下方的字线会同时通过电流，各自产生一个磁场。巧妙的是，每个磁场单独作用时，强度仅能达到自由层磁矩所需反转力的一半，无法改变其状态；而当两个磁场相互垂直叠加时，合力便能使自由层的磁矩方向发生反转。

MRAM芯片自由层磁矩的方向最终会与固定层平行或反平行。这两种状态对应不同的电阻：平行时电阻低，代表数据“0”；反平行时电阻高，代表数据“1”。就这样，通过电流生成磁场，精准控制磁矩方向，MRAM便完成了数据的写入。

MRAM如何读取数据
读取MRAM数据的过程高效且安全。当选中某个存储单元时，一个较小的恒定电流会从位线流入，经过MTJ，再通过与之连接的MOS管流出。由于MTJ在不同磁矩方向下电阻不同，其两端产生的电压降也会随之变化。通过灵敏的感应电路测量这个电压差，即可判断出电阻状态，从而无损地读出存储的是“0”还是“1”。MRAM芯片这种非破坏性读取机制，保障了数据在反复读取时的安全与稳定。

为何MRAM值得关注
以英尚微电子代理的Everspin Technologies的并行MRAM芯片为例，其性能充分展现了该技术的优势：
•高速高效：MRAM芯片读/写周期可短至35ns，与SRAM媲美，能满足高速实时处理的需求。
•超高耐用性与可靠性：拥有几乎无限的读写寿命，数据可保持20年以上不丢失，且在掉电时自动受到保护。
•宽温适应：MRAM芯片能够在商业级（0至+70°C）、工业级（-40至+85°C）与扩展级（-40至+105°C）温度范围内工作，并在整个温度范围内保持高度可靠的数据存储能力，适用于工业、汽车等复杂环境。

Everspin的MRAM芯片部分型号
①Everspin的MRAM芯片MR5A16AMA35
②Everspin的MRAM芯片MR5A16AMA35R
③Everspin的MRAM芯片MR5A16ACMA35
④Everspin的MRAM芯片MR5A16ACMA35R
⑤Everspin的MRAM芯片MR5A16AUMA45
⑥Everspin的MRAM芯片MR5A16AUMA45R
⑦Everspin的MRAM芯片MR5A16AYS35
⑧Everspin的MRAM芯片MR5A16AYS35R
⑨Everspin的MRAM芯片MR5A16ACYS35
⑩Everspin的MRAM芯片MR5A16ACYS35R
⑪Everspin的MRAM芯片MR5A16AUYS45
⑫Everspin的MRAM芯片MR5A16AUYS45R
⑬Everspin的MRAM芯片MR4A16BMA35
⑭Everspin的MRAM芯片MR4A16BMA35R
⑮Everspin的MRAM芯片MR4A16BCMA35

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审核编辑 黄宇