MRAMgeheugen

MRAMgeheugen, meestal MRAM genoemd, is een niet-vluchtig geheugen dat data opslaat via magnetische toestanden in een magnetische tunneljunction (MTJ). Doordat de data bewaard blijft zonder voeding, combineert MRAM kenmerken van zowel RAM als flash-geheugen, met snelle toegang en hoge duurzaamheid.

Een MRAM-cell bestaat uit twee ferromagnetische lagen gescheiden door een dunne isolerende barrière. De relatieve oriëntatie van de magnetisaties bepaalt de weerstand van de MTJ: parallel levert lagere weerstand op dan antiparallel, waardoor 0 en 1 worden weergegeven. Schrijven gebeurt meestal door een korte stroom die de magnetisatie roteert; bij STT-MRAM (spin-transfer torque) wordt de draaiing veroorzaakt door een spin-polariserende stroom door de MTJ. Verdere varianten, zoals SOT-MRAM (spin-orbit torque), gebruiken een aparte write-weg en kunnen snellere en energiezuinigere schrijfacties mogelijk maken.

Voordelen van MRAM zijn onder meer niet-vluchtigheid, hoge lees- en schrijfsnelheden en een hoge duurzaamheid, met dataretentie die jaren kan blijven zonder stroom. Het standby-vermogen is laag en de technologie biedt consistente prestaties over een breed temperatuurbereik. Nadelen zijn onder meer hogere productie- en materiaalkosten en uitdagingen bij verdere densificatie.

Toepassingen omvatten embedded geheugen voor microcontrollers, automotive en servers, waar niet-vluchtige caching of snelle main memory nuttig is. MRAM wordt ook gezien als kandidaat voor opslagklasse geheugen en als alternatief of aanvulling op DRAM en Flash.

De ontwikkeling richt zich op snellere en energiezuinigere schrijfoperaties en op densificatie, met materialen zoals perpendiculaire magnetische anisotropie en MgO-barrières om snelheid en capaciteit te verbeteren.