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10月14日，中國臺灣陽明交通大學(xué)（NYCU）聯(lián)合臺積電、國立中興大學(xué)（NCHU）及美國斯坦福大學(xué)等頂尖機構(gòu)，在自旋軌道力矩磁阻式磁性存儲器（SOT-MRAM）領(lǐng)域取得里程碑式突破。研究團隊通過創(chuàng)新材料調(diào)控技術(shù)，成功解決β相鎢（β-W）高溫穩(wěn)定性難題，使SOT-MRAM具備量產(chǎn)可行性，相關(guān)成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·電子學(xué)》。 核心突破：β-W材料穩(wěn)定性突破量產(chǎn)瓶頸 傳統(tǒng)SOT-MRAM的核心組件β-W因無法承受半導(dǎo)體制造中的高溫工藝，導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，成為制約產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵障礙。陽明交大助理教授黃彥霖團隊聯(lián)合國際力量，通過引入超薄鈷層形成“保護(hù)屏障”，使β-W在400℃高溫下穩(wěn)定10小時、700℃下穩(wěn)定30分鐘，遠(yuǎn)超實際生產(chǎn)需求。這一突破直接解決了材料在高溫退火、化學(xué)機械拋光等環(huán)節(jié)中的失效問題，為SOT-MRAM與CMOS工藝的兼容集成掃清障礙。 技術(shù)驗證：四項“業(yè)界首次”定義新標(biāo)準(zhǔn) 研究團隊同步完成多項技術(shù)驗證，包括： 全球首顆集成CMOS的64Kb SOT-MRAM陣列：通過優(yōu)化自旋軌道力矩（SOT）通道層與阻擋層設(shè)計，將電流-自旋流轉(zhuǎn)換效率提升30%，寫入功耗降低至0.1pJ/bit； 1納秒極速寫入：較上一代技術(shù)提速10倍，接近SRAM水平，同時數(shù)據(jù)保存壽命超10年； 隧道磁阻率（TMR）達(dá)146%：信號強度較傳統(tǒng)STT-MRAM提升40%，誤碼率趨近于零； 工業(yè)級溫度兼容性：在-40℃至125℃范圍內(nèi)保持穩(wěn)定讀寫，滿足車規(guī)級與數(shù)據(jù)中心嚴(yán)苛環(huán)境需求。 產(chǎn)業(yè)化路徑：臺積電推動技術(shù)落地 作為合作方，臺積電已啟動技術(shù)轉(zhuǎn)化流程，計劃將SOT-MRAM嵌入先進(jìn)制程節(jié)點。相較于現(xiàn)有存儲方案，SOT-MRAM兼具SRAM速度（1ns級寫入）與Flash非易失性，且靜態(tài)功耗降低90%。在AI訓(xùn)練場景中，其可替代最后一級緩存（LLC），使數(shù)據(jù)訪問延遲從14ns（DDR5）壓縮至1ns，能效比提升5倍；在移動端，單次充電續(xù)航時間有望延長30%。 據(jù)行業(yè)分析，SOT-MRAM技術(shù)商業(yè)化后，全球非易失存儲市場規(guī)模預(yù)計于2030年突破千億美元。臺積電表示，首批產(chǎn)品將聚焦AI加速器、自動駕駛域控制器及5G基站等高附加值領(lǐng)域，后續(xù)逐步滲透至消費電子市場。這項突破不僅標(biāo)志著后摩爾時代存儲技術(shù)的范式轉(zhuǎn)移，更為中國臺灣在全球半導(dǎo)體競爭中再添戰(zhàn)略支點。 |
