Toshiba/Hynix Gemeinsame Entwicklung von MRAM-Speicher

Prinzipieller Aufbau einer MRAM-Speicherzelle.
Prinzipieller Aufbau einer MRAM-Speicherzelle.

Der koreanische Speicherhersteller Hynix und Toshiba werden zukünftig gemeinsam MRAM-Speicher entwickeln, ein Speicher der "nächsten Generation", der dank sehr hoher Zugriffsgeschwindigkeit und geringer Leistungsaufnahme vor allen Dingen in batteriebetriebenen Geräten Flash-Speicher ersetzen könnte.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Speichertechniken werden beim MRAM die Informationen nicht mit elektrischen, sondern mit magnetischen Ladungselementen gespeichert, das heißt, es wird die Eigenschaft bestimmter Materialien ausgenutzt, die ihren elektrischen Widerstand unter dem Einfluss magnetischer Felder ändern.

Der Vorteil der nichtflüchtigen MRAM-Technik liegt darin, dass sie Im Gegensatz zu etablierten nichtflüchtigen Speichertechniken wie Flash wie herkömmliche DRAM/SRAMs praktisch unendlich oft beschrieben werden können. Die Schreib- und Lesezugriffszeiten liegen im Bereich von DRAM bis SRAM. MRAM soll so die Vorteile der verschiedenen etablierten Speichertechniken kombinieren und dadurch das Potential zum so genannten „Universalspeicher“ aufweisen, der DRAM, SRAM und Flash ersetzen könnte.

Schon 2004 hat Firma Infineon einen 16 Mbit-MRAM-Baustein vorgestellt, der in einem 180-nm-Prozess gefertigt wurde. Auch Freescale forschte jahrelang an MRAMs, im Rahmen eines Management-Buy-Outs wird Freescales MRAM-Technologie nun von Everspin-Technologies weiterentwickelt. Die Firma bietet diverse MRAM-Speicher  von 256 Kbyte bis 16 Mbyte an, die sich auch in Speicherwortbreite unterscheiden (8 bit bzw. 16 bit). Diese Speicherkapazität ist jedoch vernachlässigbar im Vergleich zu Flash-Speichern, die bis 64 Gbit erhältlich sind.

Toshiba und Hynix haben zu gemeinsamen Forschungszwecken nicht nur ihre wechselseitigen Lizenzabkommen erweitert, sondern auch beschlossen, ein Jojnt-Venture zur Vermarktung und Fertigung der MRAM-Chips zu gründen, wenn entsprechende Entwicklungsergebnisse vorliegen, die eine Überführung in die Massenfertigung erlauben.

Toshiba hatte erst kürzlich erklärt, dass man glaubt, innerhalb von 3-4 Jahren MRAMs in Gbit-Größe herstellen zu können, deren Zelle auf dem sogenannten magnetischen Tunnelwiderstand beruht.

Dieser ist ein magnetoresistiver Effekt, der in magnetischen Tunnelkontakten auftritt. Dabei handelt es sich um ein Bauelement bestehend aus zwei Ferromagneten, die durch einen dünnen Isolator getrennt sind. Ist die isolierende Schicht dünn genug (typisch einige Nanometer), so können Elektronen zwischen den beiden Ferromagneten tunneln. Dieser Vorgang ist mit Hilfe der klassischen Physik nicht erklärbar und stellt daher ein rein quantenmechanisches Phänomen dar.