[제품] STT-MRAM / MRAM

 

 

MRAM은 동작 속도가 빠르고 비휘발성을 가지고 있기 때문에 차세대 메모리소자로써 주목받고 있다. 게다가 자성을 이용하기 때문에 안정성과 내구성이 우수한 장점이 있다.

  

그 중 STT-MRAM은 기존 MRAM이 가지고 있던 소형화, 자기장에 의한 비선택 셀의 저장 상태 변화를 개선하기 위해 개발되었다. STT-MRAM의 magnetic tunnel junction(MTJ) 소자를소자를 포함하는데 MTJ 소자는 자유층, 터널링 옥사이드 , 고정층으로 구성되어 정보를 저장하는데, 자유층 자성체의 자화 방향과 고정층 자성체의 자화 방향이 서로 평행(P)하냐 역평행(AP)하냐에 따라 두 층사이의 저항이 크게 달라지는 것을 이용하여 0과 1의 상태를 표현한다. 평행 상태일 경우에는 낮은 저항상태(RL)를 가지며 0을 기록하고 역평행 상태일 경우에는 높은 저항상태(RH)를 가지며 1을 기록한다. Tunnel magneto-Resistance(TMR)는 두 가지 상태의 저항 차이에 의해서 결정된다.

 

                  

※ MRAM(Magnetic Random Access Memory) : 자성체 소자를 이용한 비휘발성 메모리로 Flash 메모리 대비 쓰기 속도가 약 1000 배 빠르고 전력 소모가 적은 특징이 있다.

 

-MRAM의 미래

MRAM은 기존 DRAM과 달리 저항성 메모리의 한 종류이다. DRAM이 전류에 기반한 메모리라고 한다면, MRAM은 MTJ(Magnetic Tunnel Junction)라고 하는 유닛 셀(Unit cell)의 저항 변화에 기반한 메모리이다.
DRAM은 밀도, 대역폭, 전력 부분에서 큰 진전을 이루며 발전해 왔지만, 데이터를 유지하기 위해서는 사용하지 않는 순간에도 지속적으로 리프레시(Refresh) 동작을 하며 대기전력을 소모해야 한다. 이에 반해 MRAM은 DRAM의 최대 약점인 리프레시 동작 없이도 오랜 시간 데이터 보존이 가능한 장점이 있다. 그 이유로 현재의 컴퓨터 구조를 획기적으로 변화시킬 수 있는 유니버설 메모리(Universal Memory)로 주목받고 있다.

AI, Automotive, IoT와 같이 새로운 응용처(Application)가 생겨남에 따라 그에 맞는 메모리 설루션은 반드시 필요한데 MRAM의 빠른 속도와 비휘발성을 이용해 기존의 다양한 메모리를 MRAM 한 칩으로 대체하려는 시도가 이루어지고 있다.