組み込みMRAMを今�Q��にファウンドリ2社が�攵凮始
磁気スピンの向きで1、0を判別するSTT-MRAMが今�Q��から�k気に加�]しそうだ。Samsung Electronicsのファウンドリ�靆腓函▲侫．Ε鵐疋蠅�GlobalFoundriesは2018�Q��に組み込みMRAM（eMRAM）のリスクプロダクションを開始すると東���j学主��のCIES（Center for Innovative Integrated Electronic Systems）Technology Forumで発表した。
図1 Samsung Electronicsファウンドリ��業�陝�LSI PA Teamの��席エンジニアのYong Kyu Lee��
組み込み��のMRAMは、まず8Mビットという小容量から商��化するには、��良い容量であり、組み込み�Uではプログラムメモリとデータメモリとしても使えるレベルであることを考慮したもの。Samsungはその����をマイコンとIoT、そしてグラフィックやデータバッファなどのバッファメモリという3つを�[定している、と同社ファウンドリ��業�陝�LSI PA Teamの��席エンジニアのYong Kyu Lee��は�D理した。そしてeMRAMを書き換え�v数の�Hい高�]の不ｧ発性メモリと位����けている。
GlobalFoundriesは、ウェアラブルIoT、�O動�Zエレクトロニクスが�x場として�T在し、MRAM単��ではデータセンターも狙えるとする。同社のEmbedded Memory-CMOS Platforms Business UnitのバイスプレジデントのDave Eggleston��（図2）は、この中でもeMRAMの商��化が最も早く、そのあとにデータセンター向けが登場するとみる。最初の時期は2018�Q��だとしている。
図2 GlobalFoundries社 Embedded Memory-CMOS Platforms Business UnitのバイスプレジデントのDave Eggleston��
現在のMRAMの実��は、読み出し、書き込み共25nsであり、セルサイズはNANDフラッシュと同じだが、書き込み�]度が圧倒的に高い。リテンションは10�Q(信頼性加�]試�xからの見積もり)、読み出し/書き込みのサイクル（エンデュアランス）は10の8乗以�屬箸覆辰討�り、NANDフラッシュよりも性�ε�には��えている。�k�機��]度の点ではSRAM並みだがMRAMは元々不ｧ発性であり消�J電��が少ないため、SRAMよりもさらに低い。加えてセル�C積がSRAMの1/3以下と小さいため、コスト的に�~�Wである。
eMRAM、例えばマイコンに組み込む����では、フラッシュマイコンと比べ、高�]書き込み、書き換え�v数の�Hさ、高�]の��動時間などがフラッシュマイコンよりも�~�Wであり、マスク��数もフラッシュと比べ3���{加するだけで済む、とSamsung のLee��はいう。
Samsungは28nmFD-SOI�\術を使ったeMRAMを125°C高�a保管と10�Q間のリテンション(保�e)を保証した����を作るプロセスを確立し、18�Q��にリスクプロダクションに入るとしているが、これまでもNXP Semiconductorと28nmFD-SOIプロセスのeMRAMのテストチップを開発してきたことがベースになっている。2016�QのIEDMで28nmバルクCMOSプロセスの8MビットMRAMを発表しているが、今�vのフォーラムでは28nmFD-SOIの8MビットMRAMを発表した。
スピンが�O�yに動く�喙Ю�材料と、スピンを�w定した磁性材料をトンネル�┣祝譴妊汽鵐疋ぅ奪舛靴森暑]のMRAMは量�歘時、トンネル�┣祝譴離轡隋璽班堽匹��Hかったという。しかし、���]しているうちに歩�里泙蠅��屬�る�{�^曲線に乗って今は90%以�屬諒��里泙蠅魍諒櫃任�るようになったとLee��は述べる。これにより、150°Cでの高�a保管試�xや115°Cでの高�a動作試�x、105°Cでの保�e(リテンション)試�xをそれぞれ1000時間しても不良が出ず合格するようになった。書き換えのエンデュアランス試�xは85°C、25°Cとも100万�vをパスしている。
28nmのFD-SOI MOSFETのバルクやFinFETと比べ、fmax（パワーゲインが1となる周�S数）、fT（電流�\幅率hFEが1となるときに周�S数）共、遮��周�S数は高い。このためRFやアナログ�v路に向くとLee��は言う。またバッファメモリとして組み込みフラッシュと比べ、高�]であり、消�J電��は小さいが、リテンションとエンデュアランスを最適化する��要があるとして、その解��策も��している。
GFのEggleston��は、MRAMが好まれそうな分野は2つあり、リテンション��性を�_��するフラッシュに�瑤臣���（-F）であり、もう�kつは�]度的に�~�WなSRAMのような����（-S）だという。最初に-F����、次に-S����になろうとみる。
またマイコン����は同じだが、IoT����では、RFのIPも��要となるが、この����では、eMRAM+RF+FD-SOI=キラーコンビネーションだと主張する。なぜか。IoT��マイコンの平均的な使���X��を分析したところ、動作の66%が待機�X��、13%が検出、11%が通信、演�Qや��動が10%という�T果だった。つまり待機時の電��が����の電��に極めて�jきく左��する。だから不ｧ発性メモリが��要、という�lだ。eMRAMはスリープ�X��からの立ち�屬�りが極めて�]いため、IoTにぴったりの����といえそうだ。
AI応��では、�Nの構�]を�t座に判��する時と、ゆっくり考える時の両�気魴eつとして、人間が怒っているときは�t座の応答に相当し、何かを���Qしているときはゆっくり応答にあたるという本を紹介、eMRAMの応��も、�t座=リアルタイム動作としてIoTやマイコン、ゆっくり動作は��確さを��しデータセンターに相当するとした。�t座は推�b、ゆっくりは学�{とする。データセンターではメモリ容量は音��要であり、かつ動作�]度は�]いSRAMのようなeMRAM-Sベースのアクセラレータなどの����を�[定している。
SamsungがNXPをパートナーとしていたことに�瓦靴董�GFのパートナーはMRAM��業に参入したベンチャーの��Everspin社だ。256MビットのMRAM����を量��しており、1Gビット��をサンプル出荷しているという。
eMRAMの微細化は10nmまではシミュレーションで動作を確認しているとGFのEggleston��は述べており、7nmまでは行けそうだという感触もあるという。
