驰拓科技新一代磁存储芯片SOT-MRAM产品开发取得关键技术突破

随着人工智能时代来临，高性能和低功耗存储器的重要性愈发凸显，基于自旋轨道力矩写入机理的磁随机存储器（SOT-MRAM）因其超高速（亚纳秒级写入时间）、低功耗及无限次擦写特性，是缓存级非易失存储芯片的研发热点。知名集成电路研究机构和领先代工厂如IMEC、TSMC、台湾工研院、东北大学等在 SOT-MRAM存储器件、工艺及架构等领域已探索多年，中国公司驰拓科技、致真存储、凌存科技等也在研发相关技术，然而已披露的各类SOT-MRAM技术路线均面临制造良率瓶颈、器件各类性能和可靠性指标难以兼顾等诸多挑战。具有垂直磁化的磁性隧道结，拥有更好的小型化前景，是高密度SOT-MRAM的主流技术路径，但垂直磁化隧道结和自旋轨道功能材料结合后隧道磁电阻率（TMR，衡量存储开关比）较低，导致芯片读窗口低，读取速度难以匹配其亚纳秒级写入速度，进一步阻碍了高密度SOT-MRAM的商业化。

近日，浙江驰拓科技有限公司（Hikstor Technology）研发团队成功突破了垂直磁化体系技术瓶颈，通过优化轨道层结构，该公司在垂直型SOT-MRAM薄膜中实现了高于200%的TMR，12英寸晶圆上的存储器件TMR也可达 168%，读窗口关键指标比肩各头部代工厂已经规模量产的STT-MRAM，完全可满足产品开发需求。此外，该新型SOT-MRAM还实现了2纳秒高速写入，0.9 pJ比特功耗，几乎无限次擦写次数和常温下10年以上的数据保持能力，为SOT-MRAM 在非易失缓存领域的应用迈出了关键一步。

驰拓科技高TMR 的SOT-MRAM薄膜与器件性能展示

今年早些时候，驰拓科技还公开了一种新型自对准存储器件技术（公开专利CN119677395A），简称SARR (self-aligned rounded-rectangle) 架构。依托此架构的优越工艺窗口，可在根源上解决标准SOT-MRAM器件难以获得高存储位元良率这一核心挑战，为SOT-MRAM提供了一种类似STT-MRAM的制造方案，轻松实现产品级器件良率准入门槛。

(a)传统SOT-MRMA器件架构与(b)驰拓科技SOT-MRAM自对准架构对比

以上SOT-MRAM相关技术研判还参考了近期发表在半导体器件旗舰期刊IEEE Electron Dvice Letters上的两篇文章

“High TMR over 156% in Perpendicular SOT-MRAM Realized with Channel Engineering”及“Manufacturing-Friendly SOT-MTJ Device With High Reliability and Switching Efficiency”

关于浙江驰拓科技有限公司

浙江驰拓科技有限公司成立于2016年，是中国MRAM新型非易失存储芯片技术研发、生产制造的领军企业，官网显示其已实现多款STT-MRAM产品量产。

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