Freescale MRAM : la révolution de la mémoire universelle
Publié par La rédaction le - mis à jour à
Graal des fabricants de semi-conducteurs, la mémoire MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) a été portée à maturité par Freescale, premier à maitriser la production commerciale de cette technologie clé du futur
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MRAM est une technologie connue, mais notre apport est de l'avoir portée à un niveau de maturité qui en fait une offre commerciale. Nous avons dépassé des défis essentiels, ce n'est plus une curiosité de laboratoire« , nous affirme Andreas Wild, le directeur R&D de Freescale Europe. La MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) est une technologie clé pour les mémoires. « Elle possède le potentiel de remplacer beaucoup de choses, voire de devenir la mémoire universelle« . L'annonce de Freescale (ex Motorola Semiconductor) démontre la capacité du fondeur à faire entrer ce produit en production avec une fiabilité assurée et démontrable. Quels sont les apports de cette mémoire qui la rendent si attrayante et permettent de la définir comme étant universelle ? C'est une mémoire non volatile , même sans tension d'alimentation. Mémoire de type flash, elle est 'ready to go' avec une vitesse d'accès rapide. C'est une mémoire robuste qui n'est pas influencée par les effets des radiations. On peut donc l'utiliser dans tous les boîtiers ou par exemple dans l'avionique. C'est une mémoire à vitesse rapide et constante . Le chargement de contenu s'effectue à la même vitesse que l'écriture, ce qui la différencie nettement de la mémoire flash qui est très lente en effacement. Enfin, son endurance est sans limite . Nous la qualifions d'infinie. Basée sur une technologie magnétique, sa fiabilité est la plus élevée car il n'y a pas d'effet mécanique destructif et de dégradation intrinsèque. L'expression 'infinie' est certes quelque peu déplacée, nous lui préférerons l'expression britannique 'unlimited', que nous pourrions traduire par sans limite reconnaissable. De plus, la facilité d'intégration de MRAM permet de placer la mémoire sur les dernières couches métalliques du composant, ce qui permet d'éviter les interférences avec l'électronique de base intégrée. La mémoire MRAM est le fruit d'un long processus de recherche et développement. Quel est l'étape suivante ? Nous attendons les mises en application. Pour le moment, les applications nouvelles qui s'annoncent sont destinées aux spécialistes, comme par exemple pour la mémoire cache. Ce sont les adolescents d'aujourd'hui qui vont trouver les nouvelles applications de demain ! C'est une mémoire universelle, mais elle ne le sera sans doute pas dans tous les domaines, en particulier ceux où d'autres mémoires sont déjà matures. Au démarrage, les quantités disponibles seront limitées et nous allons rencontrer un phénomène de 'learning', d'apprentissage, plus élevé que pour les mémoires traditionnelles qui sont déjà maîtrisés par les industriels. Les premiers produits disponibles, qui sont le résultat de nos recherche, ne pourront embarquer que 4 Mo de mémoire MRAM sur une puce, puis 8 Mo. Il faudra ensuite probablement attendre les générations deux ou trois qui sont déjà envisagées avant d'obtenir une réduction sensible de la taille des composants et de leur prix. Les premiers clients ont reçu des échantillons pour le développement d'ingénierie. Leurs réactions sont très positives, ce qui nous conforte dans notre démarche d'industrielle. Nous devrions couvrir avec ce produit tous les créneaux du marché. Avec cette annonce, nous affichons au moins deux années d'avance sur nos concurrents. Comment la mémoire MRAM sera-t-elle distribuée ? C'est d'abord une propriété à 100 % de Freescale, même si une partie de son développement est le fruit de la participation des membres de l'alliance Croles2 (avec Philips et STMicroelectronics du côté de Grenoble). Nous distribuerons directement ce produit manufacturé par nos soins à l'industrie afin qu'elle développe de nouvelles applications, et nous la proposerons sous licence. Mais notre vocation n'est pas de devenir un fournisseur de mémoire indépendant. Notre stratégie principale reste les technologies embarquées. Nous avons deux scénarios : le scénario optimiste en fait la mémoire universelle du futur ; le scénario prudent en fait un produit de remplacement ciblé. Il faudra probablement attendre quelques années que se créent des marchés nouveaux. Comparer la MRAM avec ses concurrentes
La technologie MRAM présente de nombreux avantages, qui la rendent très compétitive avec des performances généralement supérieures. En particulier, non volatile, elle retient les données lorsque l'appareil qui l'utilise est éteint. Comparée à la DRAM, le système de consommation de la MRAM est réduit de manière significative, et non volatile il suffit de le couper lorsqu'elle est inactive, et donc ne nécessite pas de refroidissement. De plus, elle dispose d'une grande simplicité d'intégration. Comparée à la SRAM, c'est surtout le coût qui sera retenu car de conception récente sa taille est nettement plus réduite. Sans oublier qu'elle est non volatile, ce qui par opposition permet de l'utiliser sans disposer d'un système de batteries. Comparée à la Flash, la MRAM affiche des performances plus élevées à partir du moment où un mode de haut voltage n'est pas requis. En particulier, son cycle d'écriture est plus rapide. De plus, MRAM consomme moins d'énergie lors d'un cycle d'écriture. Enfin, l'endurance de la MRAM est 'illimitée', puisqu'il n'y a pas de mécanisme qui vienne la détériorer, alors que le cycle d'endurance de la Flash est de 10 puissance 5 écritures. La mémoire MRAM MR2A16A est disponible immédiatement au prix unitaire conseillé de 25 dollars par 1.000 pièces. Alimentée sous 3,3 V et fonctionnant dans la plage de température commerciale, la mémoire MR2A16A se caractérise par ses cycles de lecture et d'écriture de 35 ns. Cette mémoire asynchrone est organisée en 256 Kmots de 16 bits. Le brochage standard des SRAM assure une grande souplesse de conception sans contention de bus. Cette mémoire montée en boîtier TSOP Type II de 400 mil conforme à la spécification RoHS (utilisation réduite de substances nocives).