隨著人工智能（AI）和物聯網（IoT）技術的迅猛發展，傳統設備逐漸向智能化方向邁進。作為智能化設備不可或缺的核心組件，存儲器的需求也日益增長。然而，傳統的動態隨機存取存儲器（DRAM）和平面NAND閃存由于工藝限制遇到了瓶頸。在此背景下，一種新型的非易失性存儲技術——磁阻隨機存儲器（MRAM）正在成為下一代存儲技術的突破口。

磁阻隨機存儲技術的基本原理

磁阻隨機存取存儲器（MRAM）是一種基于讀取磁阻大小原理的新型非易失性存儲器。它不僅具備靜態隨機存儲器（SRAM）的高速讀寫能力，還擁有動態隨機存儲器（DRAM）的高集成度，并且可以無限次地重復寫入。與傳統的RAM技術不同，MRAM不依賴電荷或電流來存儲數據，而是通過磁性隧道結（MTJ）實現數據存儲。

MTJ是MRAM的基本存儲單元，由兩個鐵磁金屬層夾著一個隧穿勢壘層構成。其中一個鐵磁層被稱為參考層或固定層，其磁化方向固定不變；另一個鐵磁層被稱為自由層，其磁化方向有兩個穩定狀態：平行或反平行于參考層。這兩種狀態分別對應低阻態和高阻態，這種現象稱為隧穿磁阻效應。得益于磁隧道結的不斷改進，MRAM在速度、面積、寫入次數和功耗等方面展現出巨大優勢。

瑞薩高性能MRAM系列

瑞薩電子推出的新型MRAM器件系列采用了垂直磁隧道結（STT）自旋轉移矩效應的新專利技術，具有長期數據保留功能和快速串行接口。該系列產品不僅提供了廣泛的存儲密度和耐高溫性能，還適用于從需要快速備份數據檢索的工廠自動化設備到需要長期數據存儲的醫療數據單元的各種應用。

1. 高速讀寫性能

瑞薩MRAM產品在讀寫速度方面表現出色，最高可達108 MHz，遠超其他類型的非易失性存儲器。與傳統閃存相比，MRAM不需要塊級擦除操作，因此寫入操作非常干凈且支持位級數據訪問。這意味著當設備發生功率損失時，MRAM能夠快速恢復系統配置、調用序列和控制代碼，確保設備迅速恢復正常運行。

2. 高密度和長壽命

瑞薩MRAM系列提供從4Mb到16Mb的高存儲密度，并允許以10^16周期的超高壽命連續覆蓋數據。這使得設備幾乎可以進行無休止的寫入周期、連續的數據日志記錄和事件記錄，而無需擔心寫入延遲問題。此外，瑞薩MRAM產品的低工作電壓范圍為1.71V至3.6V，以及-40°C至105°C的寬工作溫度范圍，進一步增強了其適用性和可靠性。

3. 簡化的內存訪問

瑞薩MRAM系列支持SDR和DDR模式的SPI、DPI、QPI可配置接口，簡化了設計過程并縮短了研發時間。單片芯片中足夠的內存容量可以幫助工程師更高效地完成系統設計，減少復雜性并提高系統的整體性能。

注：我司是瑞薩電子代理商，如需瑞薩電子MRAM器件系列產品規格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

應用領域廣泛

瑞薩高性能MRAM系列在多個領域展現了其強大的應用潛力：

1. 工業控制和監控

實時數據存儲、快速備份數據檢索和機器操作程序代碼存儲是工業控制和監控中的關鍵需求。瑞薩MRAM的高速讀寫能力和高耐久性使其成為這些應用場景的理想選擇。

2. 多功能打印機

用于控制代碼和用戶設置存儲，維護計劃的使用情況數據日志以及事務緩存緩沖區。MRAM的高可靠性和快速響應特性提高了打印效率和用戶體驗。

3. 機器人

存儲控制代碼、配置文件和設置，使機器人能夠執行更多的指令和任務。MRAM的高密度和長壽命特性使其成為機器人控制系統的重要組成部分。

4. 數據交換機和路由器

存儲系統配置、用戶設置和固件，安全性和身份驗證設置也將被存儲。瑞薩MRAM的高可靠性和快速訪問能力提升了網絡設備的安全性和穩定性。

5. 助聽器

存儲不同的用戶操作設置，如音量和音頻頻率，適應各種使用環境和條件。MRAM的小尺寸和低功耗特性非常適合助聽器等便攜式設備。

6. 數據驅動器

MRAM有望在未來廣泛應用為固態存儲（SSD），提供更高的讀寫速度和更長的使用壽命。

結語

隨著AI和IoT領域的快速發展，大數據的應用越來越廣泛，對存儲器的要求也在不斷提升。瑞薩高性能MRAM系列憑借其高速讀寫、高存儲密度、長壽命、低電壓和寬工作溫度范圍等優點，彌補了傳統存儲技術的不足，打破了制約存儲技術發展的瓶頸。