追趕英特爾研發能量 台灣團隊開發下世代磁性記憶體

國家實驗研究院於9日舉行記者會，展示團隊研發的新型態「自旋軌道力矩式磁性記憶體」（SOT-MRAM）。圖為國研院院長吳光鐘（左3）、半導體中心主任葉文冠（左2）、副主任謝嘉民（左1）、製程整合組組長李愷信（右2）、台大電機系教授劉致為（右3）。（圖／中央社）

【新唐人亞太台 2021 年 11 月 09 日訊】國研院半導體中心攜手清大、台大、工研院，研發出更快、更省電的新型態「自旋軌道力矩式磁性記憶體」（SOT-MRAM），是繼英特爾後，全球第二個開發出具備垂直異向性SOT-MRAM元件的團隊。

現有半導體市場中約有1/3到1/4為記憶體市場，國家實驗研究院今天（9日）舉行記者會，國研院半導體中心跟清大工學院院長賴志煌、台大電機系教授劉致為，以及工研院電子與光電系統研究所，共同參與科技部半導體射月計畫，研發出新型態SOT-MRAM。

國研院院長吳光鐘致詞時表示，半導體晶片供不應求，許多晶片裡都需要能快速讀寫、低耗電、斷電後不會遺失資料的記憶體元件，而磁性記憶體（MRAM）兼具快閃記憶體（FLASH，像是常用的隨身碟）非揮發性以及動態隨機存取記憶體（DRAM）可快速操作的2種特性，被看好是下世代通用型記憶體的主流。

國研院半導體中心製程整合組組長李愷信表示，磁性記憶體可以分成成熟技術的「自旋轉移力矩式磁性記憶體（STT- MRAM）」，台積電、三星、英特爾都已提供代工，另一塊則是開發階段的SOT-MRAM，近2年英特爾、比利時微電子中心（IMEC）都投入相關研究應用。

李愷信指出，這次開發出具垂直異向性SOT-MRAM元件，技術門檻很高，團隊重新設計材料與結構，打造出30幾層原子級薄膜的堆疊結構；在垂直異向性部分，可以想樣元件中的小磁鐵由現有水平方向改為垂直立起，有助元件進一步縮小體積，相關成果在今年6月在著名的半導體研討會議「2021 Symposia on VLSI Technology and Circuits」中發表。

李愷信指出，SOT-MRAM特性包括比STT-MRAM更低的寫入能量和更快的寫入時間，在面積使用率、讀寫速度可以比STT-MRAM都好上100倍，元件耐久性也更好。

國研院半導體中心副主任謝嘉民指出，未來應用上具備2項特點，第一是在熱穩定度規格部分，符合現有主流製程技術；第二是未來適合跟運算晶片結合，在嵌入式記憶體應用上具備潛力，有望用在自駕車這類講求低延時的應用。

不過，謝嘉民指出，目前SOT-MRAM還在學術創新初始階段，實際應用上仍有挑戰待克服，業界可能會考量商業利益，使用新元件時，也可能必須重新設計電路。他強調，研究成果在物理特性上具備發展前景，會先嘗試引入台灣設備商與材料商，同時希望帶動培育人才效果。

國研院半導體中心表示，最近3到4年陸續開發完成MRAM尖端製程及量測技術的平台，其中包括超高真空金屬與金屬氧化物薄膜濺鍍技術、離子性蝕刻技術和磁性電性量測分析技術等，盼開發平台協助台灣SOT-MRAM的發展。

（新聞來源：中央社）