Everspin Technologies, Inc. es una empresa de semiconductores que cotiza en bolsa y tiene su sede en Chandler, Arizona , Estados Unidos . Desarrolla y fabrica productos de RAM magnetorresistiva discreta o memoria de acceso aleatorio magnetorresistiva (MRAM), incluidas las familias de productos Toggle MRAM y Spin-Transfer Torque MRAM (STT-MRAM). También otorga licencias de su tecnología para su uso en aplicaciones MRAM integradas (eMRAM), aplicaciones de sensores magnéticos y realiza servicios de fundición backend para eMRAM.
MRAM tiene características de rendimiento cercanas a las de la memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) y al mismo tiempo tiene la persistencia de la memoria no volátil, lo que significa que no perderá su carga ni sus datos si se corta la energía del sistema. Esta característica hace que la MRAM sea adecuada para una gran cantidad de aplicaciones donde la persistencia, el rendimiento, la resistencia y la confiabilidad son críticos.
El camino hacia la MRAM comenzó en 1984, cuando Albert Fert y Peter Grünberg descubrieron el efecto GMR . [2] Doce años más tarde, en 1996, se propone un par de transferencia de espín , [3] [4] que permite modificar una unión de túnel magnético o una válvula de espín con una corriente polarizada por espín. En este punto, Motorola comenzó su investigación sobre MRAM , que condujo a su primer MTJ en 1998. [5] Un año después, en 1999, Motorola desarrolló un chip de prueba MRAM de 256 Kb [6] que permitió comenzar a trabajar en la producción de tecnología MRAM, que A esto le siguió la concesión de una patente para Toggle a Motorola en 2002. [7] El primer producto MRAM (4 Mb) de la industria estuvo disponible comercialmente en 2006. [8]
Gran parte del trabajo inicial sobre MRAM fue realizado por Motorola, que escindió su negocio de semiconductores en 2004 y creó Freescale Semiconductor en 2008, [9] que finalmente escindió el negocio de MRAM como Everspin Technologies. [10]
En 2008, Everspin anunció paquetes BGA para su familia de productos MRAM [11] que admitirían densidades de 256 Kb a 4 Mb. [12] Al año siguiente, en 2009, Everspin lanzó su familia de productos SPI MRAM de primera generación [13] y comenzó a enviar las primeras muestras de MRAM integradas junto con GlobalFoundries . En 2010, Everspin había comenzado a aumentar la producción y vendió su primer millón de MRAM. Ese mismo año se completó la calificación de la primera MRAM integrada de la industria y se lanzaron densidades de 16 Mb [14] [15] .
Con el aumento de la producción, Everspin envió su MRAM independiente cuatro millones [16] y su MRAM integrada dos millones en 2011. La ST-MRAM de 64 MB, que se produjo en un proceso de 90 nm [17], se produjo en 2012.
En 2014, Everspin se asoció con GlobalFoundries para la producción de MTJ ST-MRAM en plano y perpendicular en obleas de 300 mm, utilizando procesos de nodos de 40 nm y 28 nm. [18]
En 2016, Everspin había anunciado que enviaría muestras de la primera ST-MRAM de 256 Mb de la industria a los clientes, [19] GlobalFoundries anunció MRAM integrada de 22 nm junto con Everspin, [20] y Everspin se hizo pública en una oferta pública inicial a finales de ese año. 7 de octubre. [21]
En 2017, Everspin amplió el soporte de MRAM a FPGA al brindar compatibilidad DDR3 y DDR4 a sus productos ST-MRAM, haciéndolos compatibles con el controlador de memoria FPGA UltraScale de Xilinx. [22] El 1 de septiembre de 2017, Kevin Conley fue nombrado director ejecutivo y presidente de Everspin. Conley fue el ex director de tecnología de SanDisk y aporta su experiencia en almacenamiento empresarial a la empresa. [ cita necesaria ]
En 2018, Everspin aumentó los volúmenes de producción de su STT-MRAM de 256 Mb y en diciembre envió a sus primeros clientes muestras de STT-MRAM de 1 Gb. [23]
En 2019, Everspin comenzó la preproducción de su STT-MRAM de 1 Gb en junio y anunció la expansión del ecosistema de diseño para permitir a los diseñadores de sistemas implementar el producto ST-DDR4 de 1 Gb en sus diseños. [24]
MRAM utiliza el magnetismo del espín de los electrones para proporcionar una memoria no volátil rápida y duradera . MRAM almacena información en material magnético que se integra con circuitos de silicio para ofrecer la velocidad de la RAM con la no volatilidad de Flash . [25]
Con sede en Chandler, Arizona , Everspin posee y opera una línea de fabricación para su procesamiento de obleas magnéticas de final de línea , utilizando obleas CMOS estándar de fundiciones. [ cita necesaria ] Los productos MRAM actuales de Everspin se basan en nodos de tecnología de proceso de 180 nm , 130 nm , 40 nm y 28 nm y paquetes estándar de la industria. [ cita necesaria ]
La memoria Toggle MRAM utiliza el magnetismo del espín de los electrones, lo que permite el almacenamiento de datos sin volatilidad ni desgaste. Toggle MRAM utiliza un solo transistor y una sola celda MTJ para proporcionar una memoria duradera y de alta densidad. Debido a la no volatilidad de Toggle MRAM, los datos almacenados en esta memoria son accesibles durante 20 años, a una temperatura (de -40 °C a 150 °C). El MTJ se compone de una capa magnética fija, una delgada barrera de túnel dieléctrico y una capa magnética libre. Cuando se aplica una polarización al MTJ del Spin Toggle, los electrones polarizados por espín por las capas magnéticas hacen un "túnel" a través de la barrera dieléctrica. El dispositivo MTJ tiene una baja resistencia cuando el momento magnético de la capa libre es paralelo al momento de la capa fija y una alta resistencia cuando el momento de la capa libre está orientado antiparalelo al momento de la capa fija. [ cita necesaria ]
Las densidades de producción incluyen de 128 Kb a 16 Mb; disponible en interfaces Parallel [26] y SPI; [27] Paquetes DFN, SOIC, BGA y TSOP2
El par de transferencia de espín es un tipo de memoria MRAM (STT-MRAM) construida con un MTJ perpendicular que utiliza la propiedad del par de transferencia de espín (la manipulación del espín de los electrones con una corriente polarizadora) para manipular el estado magnético de la capa libre. para programar o escribir los bits en la matriz de memoria. Los diseños de pila MTJ perpendicular de Everspin con alta anisotropía magnética perpendicular brindan una retención de datos prolongada, tamaño de celda pequeño, alta densidad, alta resistencia y baja potencia. STT-MRAM tiene menor energía de conmutación en comparación con Toggle MRAM y puede alcanzar densidades más altas. Los productos STT-MRAM de Everspin son compatibles con las interfaces estándar JEDEC para DDR3 y DDR4 (con algunas modificaciones necesarias para la tecnología MRAM). En este modo, el producto DDR3 puede actuar como una DRAM persistente (no volátil) y no requiere actualización, [28] mientras que el producto DDR4 tiene un modo de actualización automática en condiciones de estado inactivo. [29] Los dispositivos STT-MRAM compatibles con DDR4, con una densidad de 1 Gb, comenzaron a realizar muestreos tempranos para los clientes a principios de agosto de 2017. [30] En junio de 2019, el STT-MRAM de 1 Gb entró en producción piloto. [31]
Everspin desarrolló productos nvNITRO para abordar los requisitos de almacenamiento que normalmente cubren los productos NVMe . Hay dos factores de forma diferentes, HHHL (PCIe Gen3 x8) y U.2. Estos dispositivos pueden almacenar hasta 1 GB de datos en la actualidad, y se planean mayores capacidades a medida que las densidades de MRAM aumenten con el tiempo. Los productos nvNITRO pueden manejar tanto NVMe 1.1 como requisitos de almacenamiento en bloque. Debido a que estos productos se basan en MRAM, no requieren la batería de respaldo de los productos de almacenamiento magnético típicos para proteger los datos en tránsito. Everspin lanzó oficialmente la primera versión de nvNITRO en agosto de 2017, basada en 256 Mb ST-MRAM (capacidades de 1 GB y 2 GB). Las versiones futuras se basarán en las próximas densidades ST-MRAM de 1 Gb que recientemente comenzaron a mostrarse a los clientes. [32] SMART Modular Technologies se ha registrado como socio tecnológico de nvNITRO y venderá aceleradores de almacenamiento nvNITRO bajo su marca. [33] [34]
Everspin se ha asociado con GlobalFoundries para integrar MRAM en la tecnología CMOS estándar, lo que le permite integrarse, de forma no destructiva, en diseños lógicos CMOS. La MRAM integrada puede reemplazar la memoria flash, DRAM o SRAM integrada en cualquier diseño CMOS, ofreciendo capacidades de memoria similares sin volatilidad. La MRAM integrada se puede integrar en 65 nm, 40 nm, 28 nm y ahora en el proceso GlobalFoundries 22FDX, que es de 22 nm y utiliza silicio sobre aislante (FD-SOI) completamente agotado. [35]