深圳單片機(jī)開(kāi)發(fā)方案公司英銳恩推出的單片機(jī)芯片采用的是RAM村相互技術(shù)，專注電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)單片機(jī)方案的英銳恩分享與傳統(tǒng)的RAM技術(shù)不同的MRAM技術(shù)。MRAM不以電荷或電流存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而是由磁性隧道結(jié)MTJ (Magnetic tunnel junction)磁性存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。原理性的MTJ有三層結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)鐵磁性板和一個(gè)將它們分開(kāi)的磁通道隔離層 (Magnetic tunnel barrier,)組成，其中一層鐵磁性板是固定磁化的永磁體 (fixed layer或pinned layer, 即固定層); 另一層鐵磁性板的是自由磁化即可以改變磁化 (free layer或storage layer, 即自由層)以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

現(xiàn)已有多種MTJ結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1：

1.   MRAM讀取數(shù)據(jù)技術(shù)基本相同：
   
   MRAM中鐵磁性板具有相同的磁化方向時(shí)MTJ處于低電阻狀態(tài)，視為“0”，而相反的磁化方向時(shí)MTJ處于高電阻狀態(tài)，視為“1”。通過(guò)測(cè)量MTJ的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)。通過(guò)向MTJ連在其漏極上的晶體管提供電流，電流從電源線通過(guò)MTJ切換地，通過(guò)測(cè)量所得到的電流，可以確定阻值高低，而確定所讀數(shù)據(jù)是“0還是1”，從而完成讀取。
   
   2.  MRAM寫(xiě)入技術(shù)種類較多：
   
   MRAM工作原理是磁阻效應(yīng)，由此衍生出不同數(shù)據(jù)寫(xiě)入方式。
   
   2.1  磁寫(xiě)入：應(yīng)激磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)自由層的
   
   磁寫(xiě)入是經(jīng)典的第一代MRAM，最基本的存儲(chǔ)單元是 (TOGGLE CELL)，如下圖所示，一個(gè)TOGGLE CELL包括： MTJ、漏極和MTJ固定層間接互連的晶體管、與MTJ自由層耦合的220位線BL (bit line)、與晶體管源極互連的230數(shù)位線 (digit line)、和240字線 (word line)。
   

   
   

   

2.2  電寫(xiě)入 (自旋寫(xiě)入)：自旋極化電子注入翻轉(zhuǎn)自由層

自旋寫(xiě)入是第二代MRAM，也是現(xiàn)在主流的NVM技術(shù)。主要是自旋力矩轉(zhuǎn)移MRAM (STT-MRAM)。寫(xiě)入時(shí)，流經(jīng)MTJ自身的電流脈沖來(lái)完成自由層磁化的切換。技術(shù)原理是：由自旋極化隧道電流 (spin polarized tunneling current)攜帶的角動(dòng)量 (angular momentum)引起自由層的反轉(zhuǎn)，自由層的磁化 (與固定層平行或相反)由電流脈沖的極性確定。如下圖所示，一個(gè)最基本的STT-MRAM存儲(chǔ)CELL包括305MTJ、與MTJ自由層互連的位線320、漏區(qū)連接在MTJ固定層的晶體管310、位于晶體管柵極附近的字線330、以及連接在晶體管源區(qū)的源線340 (source line)。

磁阻式隨機(jī)存取內(nèi)存 ( MRAM)從1990年開(kāi)始發(fā)展，MRAM是一種非揮發(fā)性內(nèi)存NVM技術(shù)，擁護(hù)者認(rèn)為，MRAM技術(shù)速度接近SRAM，具有快閃存儲(chǔ)器的非揮發(fā)性，容量密度及使用壽命不輸DRAM，平均能耗遠(yuǎn)低于DRAM，有望成為真正的通用型內(nèi)存 (Universal memory)。

深圳單片機(jī)開(kāi)發(fā)方案公司英銳恩認(rèn)為市場(chǎng)是多樣性的，雖然英銳恩推出的單片機(jī)芯片是傳統(tǒng)的的RAM系列單片機(jī)，但是也關(guān)注MRAM存儲(chǔ)技術(shù)。