傳統存儲器的技術局限以及不斷縮小的制造尺寸所帶來的巨大挑戰促使科研人員開始尋找新一代存儲器件，它應具有接近靜態存儲器的納秒級讀寫速度，具有動態存儲器甚至閃存級別的集成密度和類似Flash的非易失性存儲特性。
 
“萬能存儲器”概念作為新一代存儲器的要求被提出來。自旋轉移矩—磁隨機存儲器器件（Spin Transfer Torque - Magnetic RandomAccess Memory：STT-MRAM）就是一種接近“萬能存儲器”要求的極具應用潛力的下一代新型存儲器解決方案。
 
類比地球的公轉與自轉，微觀世界的電子同時具有圍繞原子核的“公轉”軌道運動（電荷屬性）、電子內稟運動（自旋屬性）。STT-MRAM就是一種可以同時操縱電子電荷屬性及自旋屬性的存儲器件。1988年，法國阿爾貝·費爾和德國彼得·格林貝格研究員通過操縱電子自旋屬性實現了基于電子自旋效應的磁盤讀頭，使磁盤容量在20年間從幾十兆比特（MB）暴增到幾太比特（TB）。他們因此獲得2007年的諾貝爾物理獎。
 
在讀操作方面，磁隨機存儲器一般基于隧穿磁阻效應，在鐵磁層1/絕緣層/鐵磁層2三層結構中，當兩層鐵磁層磁化方向相同時，器件呈現“低電阻狀態”，當兩層鐵磁層磁化方向相反時，器件呈現“高電阻狀態”，且兩個狀態可以相互轉化；在寫操作方面，基于自旋轉移矩效應，器件處于高阻態時，通自上而下的電流，反射的自旋多態電子會翻轉易翻轉層磁化方向，器件由低阻態變為高阻態；器件處于低阻態時，通自下而上的電流，隧穿的自旋多態電子會翻轉易翻轉層磁化方向，器件由高阻態變為低阻態。自旋轉移矩效應已被驗證可實現1納秒以下的寫操作。
 
STT-MRAM不僅接近“萬能存儲器”的性能，同時由于其數據以磁狀態存儲，具有天然的抗輻照、高可靠性以及幾乎無限次的讀寫次數，已被美日韓等國列為最具應用前景的下一代存儲器之一。

考慮到STT-MRAM采用了大量的新材料、新結構、新工藝，加工制備難度極大，現階段其基本原理還不夠完善，發明專利分散在各研究機構、公司中，專利封鎖還未完全形成，正是國內發展該項技術的最好時機。
 
美國everspin已經推出了其mram存儲器芯片產品，并被大量用于高可靠性應用領域。已開發出其大容量STT-MRAM測試芯片。宣布具備了STT-MRAM的生產能力。美日韓等國很有可能在繼硬盤、DRAM及Flash等存儲芯片之后再次實現對我國100%的壟斷。我司英尚微Everspin一級代理商提供各種容量的MRAM芯片.

本文關鍵詞：STT-MRAM

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