新型存储RRAM是什么？为何国际大厂都在布局？

近日，英飞凌官方消息称，其下一代Aurix微控制器将使用嵌入式非易失性存储器，特别是电阻式随机存取存储器（RRAM），而不是嵌入式闪存（eFlash），并将在台积电的28纳米节点上制造。i7eesmc

当前，英飞凌基于台积电28纳米eFlash技术的Autrix TC4x系列微控制器样品已经交付给主要客户，其基于台积电28纳米RRAM技术的第一批样品将于2023年底提供给客户。英飞凌表示，Autrix TC4x系列微控制器专为ADAS而设计，可提供新的E/E架构和经济实惠的AI应用。i7eesmc

公开资料显示，嵌入式闪存微控制器自推出第一批发动机管理系统以来，就被用作汽车中的ECU，市场上大多数MCU系列都基于eFlash技术，但该技术一直在努力迁移到28纳米以下，并且业界认为其效率低于RRAM。英飞凌认为，与台积电的合作成功奠定了RRAM在汽车领域的基础，并使其Autrix系列微控制器具有更广泛的供应基础。i7eesmc

在新型存储器中，RRAM不仅满足高读写速度和存储密度的要求，同时延迟可降低1000倍，可满足未来智能驾驶高实时数据吞吐量。安全性方面，RRAM具备可靠性，未来有望出现高性能、高集成度、高稳定性和低功耗的车规RRAM存储器。i7eesmc

英飞凌声称，台积电提供的带有RRAM的Aurix微控制器将提供更高的抗扰度，并允许按位写入而无需擦除，从而实现优于嵌入式闪存的性能。英飞凌表示，循环耐力和数据保留与闪存相当。i7eesmc

台积电业务发展高级副总裁Kevin Zhang表示，台积电和英飞凌已经在一系列不同应用中就RRAM技术进行了近十年的合作，将TC4x迁移到RRAM将为在微控制器缩小到更小的节点方面开辟新的机遇。i7eesmc

目前，台积电的非易失性存储器解决方案包括闪存、自旋传递扭矩MRAM（STT-MRAM）和RRAM。该代工厂还在探索相变RAM（PCRAM）和自旋轨道扭矩MRAM（SOT-MRAM）技术。据悉，台积电2018年开始量产汽车用40纳米eFlash技术，但其40纳米超低功耗嵌入式RRAM技术，完全兼容CMOS工艺，已于2017年底进入风险生产。2021年，台积电代工厂的40纳米RRAM技术成功进入量产，28纳米和22纳米节点也可作为物联网市场的低成本解决方案。i7eesmc

RRAM的最新研究

目前，业界新型存储器主要有4种，相变存储器（PCM）、阻变存储器（ReRAM）、铁电存储器（FeRAM）、磁性存储器（MRAM）。从当前各类存储技术的发展水平和特点，RRAM有望成为闪存的替代品。i7eesmc

谈及RRAM的优势，有业界人士认为，RRAM可以将DRAM的读写速度与SSD的非易失性结合于一身，因此其拥有了擦写速度高、耐久性强、单个存储单元能存储多位数据的优势，并且它的功耗极低。i7eesmc

Rambus Labs高级副总裁Gary Bronner就曾强调，RRAM的功耗比闪存低得多，可能是下一代MCU的一个关键差异化因素。此外，在2016年《Application study: RRAM for Low-Power Microcontrollers》论文曾指出，RRAM的一个可能应用领域就是MCU中所有易失性存储器的备份存储器。i7eesmc

从RRAM具体动态看，RRAM代工工艺由台积电、华邦和格芯（Globalfoundries）提供支持，RRAM由瑞萨（通过收购Adesto）、富士通、Microchip（美国微芯科技公司）和索尼作为独立产品生产，而新唐则在微控制器中生产，另外还有许多公司正在开发ReRAM工艺。i7eesmc

在商业化上，Crossbar、昕原半导体、松下、Adesto、Elpida、东芝、索尼、美光、海力士、富士通等厂商都在开展RRAM的研究和生产。i7eesmc

在代工厂方面，中芯国际、台积电和联电都已经将RRAM纳入自己未来的发展版图中，目前已量产的海外RRAM存储器主要有Adesto的130纳米CBRAM和松下的180纳米RRAM。i7eesmc

据悉，松下在2013年开始出货RRAM，成为世界第一家出货RRAM的公司。接着，松下与富士通联合推出了第二代RRAM技术，基于180纳米工艺。而Adesto则一直在缓慢地出货低密度CBRAM。i7eesmc

此外，昕原半导体在Crossbar的基础上实现了技术核心升级和工艺制程的改进，实现28纳米量产，并且已建成自己的首条量产线，拥有了垂直一体化存储器设计加制造的能力；兆易创新和Rambus则宣布合作建立合资企业合肥睿科微，进行RRAM技术的商业化，但目前还无量产消息。i7eesmc