可变电阻式随机存取存储器(RRAM)为代表的新兴存储技术逐渐成为市场热点。全球领先的晶圆代工厂台积电对此进行了提前布局。

　　中国微信公众号半导体行业观察8月15日报道，随着半导体制造技术持续朝更小的技术节点迈进，传统的DRAM和NAND Flash面临越来越严峻的微缩挑战，DRAM 已接近微缩极限，而NAND Flash则朝3D方向转型。

　　此外，传统存储技术在高速运算上也遭遇阻碍，处理器与存储器之间的“墙”成为了提升运算速度和效率的最大障碍。特别是AI的发展，数据需求量暴增，“墙”的负面效应愈加突出，越来越多的半导体厂商正在加大对新兴存储技术的研发和投资力度，寻求成本更佳、速度更快、效能更好的存储方案。

　　中国企业华为被禁的同时，台积电逆势快速增长。

　　在过去几年里，包括台积电、英特尔、三星、格芯等晶圆代工厂和IDM，相继大力投入MRAM 研发，而且主要着眼于STT-MRAM，也有越来越多的嵌入式解决方案诞生，用以取代Flash、EEPROM和SRAM。

　　早在2002年，台积电就与台湾工研院签订了MRAM合作发展计划。近些年，该公司一直在开发22nm制程的嵌入式STT-MRAM，采用超低漏电CMOS技术。

　　2018年，台积电进行了eMRAM芯片的“风险生产”，2019年生产采用22nm制程的eReRAM芯片。

　　2019年，台积电在嵌入式非易失性存储器技术领域达成数项重要的里程碑：在40nm制程方面，该公司已成功量产Split-Gate(NOR)技术，支持消费类电子产品应用，如物联网、智慧卡和MCU，以及各种车用电子产品。在28nm制程方面，该公司的嵌入式快闪存储器支持高能效移动计算和低漏电制程平台。

　　在ISSCC 2020上，台积电发布了基于ULL 22nm CMOS工艺的32Mb嵌入式STT-MRAM。该技术基于台积电的22nm ULL(Ultra-Low-Leakage)CMOS工艺，具有10ns的极高读取速度，读取功率为0.8mA/MHz/bit。对于32Mb数据，它具有100K个循环的写入耐久性，对于1Mb数据，具有1M个循环的耐久性。它支持在260°C下进行90s的IR回流焊，在150°C下10年的数据保存能力。它以1T1R架构实现单元面积仅为0.046平方微米，25°C下的32Mb阵列的漏电流仅为55mA。

　　目前，台积电已经完成22nm嵌入式STT-MRAM技术验证，进入量产阶段。在此基础上，该公司还在推进16nm制程的STT-MRAM研发工作。

　　除了MRAM，台积电也在进行着ReRAM的研发工作，并发表过多篇基于金属氧化物结构的ReRAM论文。

　　台湾工研院电光所所长吴志毅表示，由于新兴存储技术将需要整合逻辑制程技术，因此现有存储器厂商要卡位进入新市场，门槛相对较高，而台积电在这方面具有先天优势，因为该公司拥有很强的逻辑制程生产能力，因此，台积电跨入新兴存储市场会具有竞争优势。

　　据悉，台湾工研院在新兴存储技术领域研发投入已超过10年，通过元件创新、材料突破、电路优化等方式，开发出了更快、更耐久、更稳定、更低功耗的新一代存储技术，目前，正在与台积电在这方面进行合作。未来，台积电在新兴存储器发展方面，工研院将会有所贡献，但具体内容并未透露。

　　责任编辑：张华