科技部国家实验研究院今（9）日宣布，国研院半导体中心携手清大、台大、工研院，成功研发出更快、更省电的新型态「自旋轨道力矩式磁性记忆体」（SOT-MRAM），此为全新世代记忆体、AI晶片关键技术。这也是继英特尔之后，全球第二个开发出具备垂直异向性SOT-MRAM元件的团队。

磁性记忆体（MRAM）是未来重要的新兴记忆体，在后摩尔定律时代已成全球各半导体大厂投入重点技术。国研院表示，在成功开发出SOT-MRAM后，现正将相关技术陆续转为平台服务，以协助国内产学研界能将研发成果进一步接轨至记忆体晶片或新一代人工智慧晶片等应用验证。

国研院今日上午举行「建构尖端平台，迎接新记忆体时代来临」记者会，国研院长吴光钟致词表示，全球半导体晶片供不应求，许多晶片裡都需要能快速读写、低耗电、断电后不会遗失资料的记忆体元件，而磁性记忆体（MRAM）兼具快闪记忆体（FLASH，像是常用的随身碟）非挥发性以及动态随机存取记忆体（DRAM）可快速操作的两种特性，被看好是下世代通用型记忆体的主流。

国研院半导体中心製程整合组组长李恺信进一步表示，磁性记忆体可以分成成熟技术的「自旋转移力矩式磁性记忆体（STT- MRAM）」，台积电（2330）、三星、英特尔都已提供代工；最新技术则是SOT-MRAM，近年英特尔、比利时微电子中心（IMEC）、三星及台积电都投入相关研究应用。

李恺信指出，所谓垂直异向性，就是元件中磁极方向旋转90度，以缩小磁区尺寸，可让元件更有机会微缩，提升应用价值。SOT-MRAM特性包括比STT-MRAM更低的写入能量和更快的写入时间，在面积使用率、读写速度亦较STT-MRAM强上百倍，元件耐久性也更好。

此外，这次台湾团队开发出SOT-MRAM元件，技术门槛很高，团队重新设计材料与结构，并打造出30几层原子级薄膜的堆叠结构。相关成果在今年6月在着名的半导体研讨会议「2021 Symposia on VLSI Technology and Circuits」中发表。

虽然台湾团队成功开发出SOT-MRAM，距商用量产仍有一段路途要走。国研院半导体中心副主任谢嘉民表示，目前SOT-MRAM还在学术创新初始阶段，实际应用上仍有挑战待克服，包括电路架构需要重新设计，材料及元件也要能互相搭配。此外，设备商及材料商也要先进来，之后才会有商业模式。

台大电机系教授刘致为表示，商业化不是只考量技术优越性，业者还有生产成本，估计SOT-MRAM量产恐需要10年时间；然而，台湾投入SOT-MRAM研发，更重要是培育人才，有朝一日「台湾若能成为记忆体王国，台湾就更稳了」。


●消息出处：联合新闻网
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