Hot Chips 33: SOT-MRAM soll 2024 den Markt erreichen

Bei der nichtflüchtigen Speichertechnik Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM) soll die Weiterentwicklung Spin Orbit Transfer (SOT-MRAM) mehr Leistung und eine höhere Speicherdichte als der verfügbare STT-MRAM bieten. Doch bleibt es vorerst bei der Theorie, denn vor 2024 sind Produkte mit SOT-MRAM nicht zu erwarten.

Aktuell ist STT-MRAM (Spin Transfer Torque) das Maß der Dinge und wird in diversen Bereichen wie etwa der Luft- und Raumfahrt kommerziell eingesetzt. Der führende Hersteller Everspin bietet seit rund zwei Jahren STT-MRAM-Chips mit 1 Gbit in 28 nm, die zum Beispiel als DRAM- oder SRAM-Ersatz Verwendung finden und gegenüber diesen flüchtigen Speichern den Vorteil des Datenerhalts ohne Stromzufuhr bieten. Aufgrund der weiterhin geringen Speicherdichte (NAND-Flash erreicht bereits über 1 Terabit) ist MRAM aber noch kein Kandidat für Massenspeicher.

SOT-MRAM sei schneller als STT-MRAM

Auf der Fachtagung Hot Chips 33 haben Barry Hoberman und Jean-Pierre Nozieres von der Firma Antaios über die Möglichkeiten von SOT-MRAM als potenziellen Nachfolger von STT-MRAM gesprochen. Das französische Unternehmen bezeichnet sich selbst als SOT-MRAM-Pionier und hat sich im vergangenen Jahr 11 Millionen US-Dollar an Unterstützung von Investoren gesichert.

Während STT-MRAM Latenzen von etwa 50 Nanosekunden (ns) beim Schreiben und 25 ns beim Lesen erreiche, soll SOT-MRAM mit 5-10 ns deutlich schneller agieren und daher vor allem in puncto SRAM-Ersatz in Prozessoren noch besser aufgestellt sein. In derzeit angepeilter 22-nm-CMOS-Fertigung soll SOT-MRAM zudem eine Speicherdichte von über 1 Gbit erreichen. In einem feineren Verfahren wären aber auch für STT-MRAM höhere Speicherdichten denkbar.

Ein weiterer Vorteil gegenüber STT-MRAM sei der geringere Energiebedarf: Das Schreiben soll nicht nur 5 bis 10 Mal schneller erfolgen, sondern auch 5 bis 10 Mal weniger Energie benötigen. Die Haltbarkeit wird mit 10¹⁵ R/W-Zyklen von Antaios als „unlimited“ eingestuft und soll STT-MRAM ebenfalls übertreffen.

Marktreife ab 2024 erwartet

Doch bis SOT-MRAM zum Beispiel in Microcontrollern, als CPU-Cache und bei AI-Anwendungen eingesetzt wird, wie es das Unternehmen vorsieht, ist es noch ein weiter Weg. Obwohl die Fertigung ähnliche Bedingungen wie bei STT-MRAM voraussetze, soll es noch bis zum Jahr 2024 dauern, bis SOT-MRAM den Markt erreicht, so die Prognose von Antaios. Passend dazu hatte ein Sprecher vom MRAM-Konkurrenten Everspin im Jahr 2019 erklärt, dass SOT-MRAM in den nächsten fünf Jahren noch keine Bedeutung erlangen werde.

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