半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商愛德萬(wàn)測(cè)試宣布其與日本東北大學(xué)創(chuàng)新整合電子系統(tǒng)中心〈CIES〉的合作，本計(jì)畫由東北大學(xué)電機(jī)研究所教授遠(yuǎn)藤哲夫主持，成功地研發(fā)出高速、高精確度模組，可以測(cè)量磁性隨機(jī)存取記憶體〈STT-MRAM〉中記憶束的切換電流，這是眾所期待用於愛德萬(wàn)測(cè)試記憶測(cè)試系統(tǒng)的次世代記憶技術(shù)，運(yùn)作速度為微安培/奈米秒。
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| 愛德萬(wàn)記憶測(cè)試系統(tǒng)T5385ES |
由於這項(xiàng)科技的創(chuàng)新，使得觀察STT-MRAM記憶單元每分鐘通過電流變化成為可能，此外，由於運(yùn)用新研發(fā)技術(shù)開發(fā)成功的此測(cè)試系統(tǒng)，也讓STT-MRAM故障分析及STT-MRAM技術(shù)實(shí)務(wù)應(yīng)用又向前跨出了一大步。這項(xiàng)測(cè)試科技除應(yīng)用於STT-MRAM系統(tǒng)外，也可用於其他如ReRAM及PCRAM電阻改變類的記憶系統(tǒng)上。
STT-MRAM記憶單元由磁隧結(jié)〈MTJs〉及晶體管組成，記憶單元堆疊排列，形成儲(chǔ)存器陣列。一個(gè)MTJ就是一個(gè)非揮發(fā)性記憶元素，運(yùn)用磁阻效應(yīng)記錄資料。除了不需搭配備用電源外，STT-MRAM結(jié)合了所有高速操作、低電壓操作及高重寫容差的特色，據(jù)說這是其他非揮發(fā)性記憶技術(shù)所難以達(dá)到的境界。全球各研究機(jī)構(gòu)及公司目前都在進(jìn)行STT-MRAM的研發(fā)。
此項(xiàng)新科技除了能應(yīng)用在研發(fā)，另外用於大量生產(chǎn)、高效率及使用記憶測(cè)試系統(tǒng)的績(jī)效評(píng)估正確性都非常重要。然而，目前STT-MRAM的切換是隨機(jī)的現(xiàn)象，利用電子的量子機(jī)械性以及熱誘發(fā)波動(dòng)；此外，這些電流非常弱，一般低於100微安培甚至更小，出現(xiàn)的時(shí)間也僅僅數(shù)奈米秒，因?yàn)榧词箿y(cè)量設(shè)備可能量測(cè)在單一隧結(jié)處或單一記憶電池中的磁力切換，但對(duì)於多重記憶單元中的儲(chǔ)存器陣列的測(cè)量仍有困難。
愛德萬(wàn)測(cè)試及東北大學(xué)CIES攜手合作研發(fā)出用於愛德萬(wàn)測(cè)試系統(tǒng)的高精密度、高速電流測(cè)試模組，成功的執(zhí)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量電阻內(nèi)每分鐘的變化以及在STT-MRAM切換操作過程中電流每奈米秒單位間的轉(zhuǎn)變次數(shù)。實(shí)驗(yàn)中，由包含一個(gè)MTJ及一個(gè)晶體管組成的記憶單元STT-MRAM測(cè)試晶片，裝置於一個(gè)工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)尺寸300毫米的矽晶圓上，成為原型，晶圓表面整體都進(jìn)行測(cè)量。這項(xiàng)研究的成功為高效率與高精密度STT-MRAM分析錯(cuò)誤技術(shù)的發(fā)展樹立了新的里程碑。期望這項(xiàng)成功可以改善生產(chǎn)率，並提升STT-MRAM的實(shí)用性。
成功的實(shí)驗(yàn)植基於愛德萬(wàn)測(cè)試與東北大學(xué)CIES聯(lián)盟及OPERA〈Program on Open Innovation Platform with Enterprises, Research Institute and Academia〉計(jì)畫，共同合作研究的成果。東北大學(xué)CIES會(huì)繼續(xù)此研究開發(fā)計(jì)畫，祈能使新的具備外部磁場(chǎng)應(yīng)用機(jī)制的STT-MRAM記憶測(cè)試系統(tǒng)商品化。
此研究結(jié)果於2018年10月22至24日，在仙臺(tái)市舉行的IEEE非揮發(fā)性記憶技術(shù)研討會(huì)中發(fā)表。
*OPERA計(jì)畫是以促進(jìn)業(yè)界與學(xué)界合作為目的的平臺(tái)。會(huì)員包括東北大學(xué)、京都大學(xué)、山形大學(xué)，以及一群居於領(lǐng)導(dǎo)地位的業(yè)界公司。東北大學(xué)是本計(jì)畫的協(xié)調(diào)人。
