ページの先頭です。
本文へジャンプする。

本ウェブサイトでは、JavaScriptおよびスタイルシートを使用しております。
お客さまがご使用のブラウザではスタイルが未適応のため、本来とは異なった表示になっておりますが、情報は問題なくご利用いただけます。

ここからサイト内共通メニューです。
サイト内共通メニューを読み飛ばす。
サイト内共通メニューここまで。
サイト内の現在位置を表示しています。
ホーム > ニュース > プレスリリース > システムLSIへの組み込みが可能な32Mb MRAMを開発

システムLSIへの組み込みが可能な32Mb MRAMを開発 ~高速MRAMで高セル占有率を達成し大容量化を実現~

2009年2月12日
日本電気株式会社
NECエレクトロニクス株式会社

NECとNECエレクトロニクスはこのたび、高速MRAMにおいて、システムLSIへの組み込み実現につながる、大容量な32Mb(メガビット) MRAM(Magnetic Random Access Memory)を開発し、動作実証に成功しました。

NECは従来より、MRAMの高速性に注目し、システムLSIへの組込みを考え、システムLSIに組み込むためのメモリマクロ(注1)用に高速MRAM技術を開発してきました。しかし、高速動作のMRAMは、通常のMRAMよりもセルサイズが大きく大容量化の課題となっていました。
このたび開発した32Mb MRAMでは、メモリマクロにおける周辺回路の面積を削減し、マクロ面積の73%の領域をメモリセルに割り当てることができる高いセル占有率(注2)を達成しました。これにより、マクロサイズを通常のMRAMと同等に小型化できることを実証し、NECの高速MRAMセル技術が大容量化にも応用できる見通しが得られました。

このたび開発した32Mb MRAMの主な特長は、以下の通りです。

  1. セル占有率向上のための新書込み回路を開発、73%という高セル占有率を達成し、大容量化を実現
  2. 電圧レベル変換に伴う遅延を最小化するデコーダ回路を採用し、サイクル時間9nsを達成

なお、システム内での動作実証用として、MRAMメモリマクロと外部入出力の間に変換回路を設けて、非同期汎用SRAMとの互換性を実現したLSIを製作しました。

システムLSIの微細化、大規模化の進展により、消費電力は増大する傾向にあります。その一方で、システムLSIを使用した電子機器の低消費電力化へのニーズは高まっています。システムLSIの消費電力を低減するためには、電源を切って待機状態にすることが有効です。このため、使いやすい不揮発メモリの実現が望まれています。

この要求に答えるべく、NECはシステムLSIに組み込み可能なMRAMの開発を進め、2007年11月に250MHzの高速動作が可能な1メガビットMRAMマクロを開発しました。しかしながら、本マクロのメモリセルは2個のトランジスタと1つのMTJ(トンネル磁気接合:Magnetic Tunnel Junction)で構成されるため、1個のトランジスタと1つのMTJで構成される通常のMRAMよりセルサイズが大きくなり、大容量化が課題となっていました。
今回、新しい書込み回路を開発し、セルアレイに適用したことにより、メモリマクロのセル占有率73%という高い数値を達成することで、メモリマクロの面積を縮小し、大容量化を実現しました。

また、本メモリマクロではワード線デコーダ回路内に、メモリセルの面積の縮小に有効なワードブースト回路(注3)を設けています。一般的にワードブースト回路は自身の遅延が大きく、その分サイクル時間を大きくするいという問題があります。この問題を解決するために、本32Mb MRAMでは新しく開発したワードブースト回路を採用し、書き込み電圧レベル変換の最適化により遅延を最小化することで、大容量ながら、9nsと高速なサイクル時間での動作を達成しました。

本32Mb MRAMはシステム内でのチップ動作実証のため、制御信号変換回路を設けて、非同期汎用SRAMとの互換性を実現しています。制御信号変換回路の構成を変えることにより、将来的にどのようなメモリでも置き換えることが可能になります。

このたびの実証実験の成功は、高速MRAMセルが大容量化できることを示すもので、システムLSI上のメモリをMRAMに置き換えた際の応用範囲を大きく広げたものです。NECは今後、大容量MRAMをシステムの中に組みこんだ形での動作検証を目指してさらに設計・試作を重ねていきます。

本成果の一部は、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の産業技術実用化開発助成を受けて実現したものです。

なお、両社は今回の成果を、米国カリフォルニア州サンフランシスコ市で開催される「IEEE International Solid State Circuits Conference (ISSCC 2009)」で、2月11日に発表します。

以上

(注1)

メモリマクロ:SRAM、DRAM、MRAMなどのメモリをシステムLSI内に組み込む際の機能ブロック

(注2)

セル占有率:メモリセル、および複数のメモリセルを機能させるための回路、で構成されるメモリマクロにおいて、メモリマクロ全体に占めるメモリセルの割合。割合が高いほど、同じメモリマクロの面積でメモリセル部分を多く配置可能なため、より大容量化できる。

(注3)

ワードブースト回路:メモリマクロ内に配置されたメモリセルの読み書きを行うためのワード線・ビット線のうち、ワード線の電圧を高電圧化する回路。メモリセルトランジスタの実効的な電流能力を向上させ、メモリセルの面積を縮小する。

本件に関するお客様からのお問い合わせ先

NEC 研究企画部 広報グループ
URL: 新しいウィンドウを開きます。http://www.NEC.co.jp/contact/

このページに掲載されているプレスリリースその他の情報は、発表日現在の情報であり、時間の経過または様々な後発事象によって変更される可能性がありますので、あらかじめご了承ください。

ページの先頭へ戻る

Copyright NEC Corporation. All rights reserved.