隨著生成式人工智慧的興起，資料中心對大量記憶體的需求正在迅速增加，而MRAM（旋轉矩陣儲存器）作為一種非易失性儲存器，可以在斷電時儲存資料，同時提供高速讀寫效能並消耗更少的功率，因此備受關注。
一、儲存技術現狀。
在過去的50年裡，儲存技術逐漸形成了三個主要領域：SRAM、DRAM和Flash。 然而，隨著半導體製造技術不斷向更小的技術節點發展，傳統的DRAM和NAND快閃記憶體開始面臨越來越嚴峻的擴容挑戰。 此外，由於這些儲存技術的發展速度與邏輯計算單元的不匹配，計算效能和能效的進一步提公升受到嚴重制約。 因此，業界開始對新的儲存技術寄予厚望，越來越多的新技術正在迅速湧現。 目前主流新型儲存器主要有四種型別：rearam rram、相變儲存器（PCRAM）、鐵電儲存器（ferram）和磁儲存器（MRAM）。 其中，MRAM正在成為主流的新型儲存技術，有專家預測MRAM將帶來下一波儲存浪潮。
a） MRAM的特性。
MRAM是一種結合了DRAM和FLASH特性的儲存介質，以下是MRAM的一些具體特性。
非揮發性：鐵磁體的磁性不會因斷電而消失，因此MRAM是非揮發性的。 無限次的讀取和寫入：鐵磁體的磁性不僅在斷電時不會消失，而且幾乎永遠不會消失，因此MRAM和DRAM一樣，可以無限次重寫。
寫入速度快，功耗低：MRAM寫入時間低至23ns和極低的功耗，可實現瞬時開機和關機，延長可攜式計算機的電池壽命。
與邏輯晶元高整合度：MRAM單元可以很容易地嵌入到邏輯電路晶元中，後端金屬化工藝只需要增加一兩個步驟，這需要光刻掩模。 此外，MRAM單元可以完全在晶元的金屬層中製造，甚至可以堆疊兩層或三層單元，因此具有在邏輯電路上構建大規模儲存陣列的潛力。
2）與其他儲存相比，MRAM的優勢是什麼？
與SRAM相比，MRAM的速度稍慢，但MRAM在速度方面仍然具有足夠的競爭力，此外，SRAM在設計上更複雜，MRAM更密集，MRAM是非易失性的，而SRAM是易失性的，斷電時資料會丟失，MRAM不會遇到這個麻煩。
與DRAM相比，由於DRAM需要電容器進行充放電才能完成讀寫，因此MRAM讀寫速度更快，MRAM的密度相似，但DRAM也是一種易失性儲存器。 此外，RRAM具有較低的電池洩漏; MRAM的電壓要求也低於DRAM，DRAM經常重新整理資料。
與快閃記憶體相比，MRAM在快閃記憶體中也是非易失性的，但MRAM在耐高溫性、資料保留性，尤其是操作耐久性方面優於快閃記憶體。 重要的是要知道MRAM具有具有相同的寫入和讀取速度的優勢，並且能夠承受無限次的讀取和寫入週期。
與RERAM相比，RERAM的隨機讀寫速度優於傳統儲存器，但比MRAM和FRAM慢; 同時，RERAM的讀寫次數約為100萬次，比傳統儲存器高出乙個數量級，但低於MRAM的讀寫次數。 其中，密度和相應的成本是RERAM最大的優勢; 從成本上看，MRAM的成本會因材料的複雜性、密度瓶頸、抗磁干擾等困難而更高。
與FERAM相比，MRAM在效能上相似，但FERAM的讀寫速度比MRAM好，可以保持更低的功耗，而FRAM的缺點是比MRAM貴，因此可以用於一些非常特定的市場。
PCRAM也是未來十年最有前途的新型儲存技術之一。 PCRAM具有高容量、高整合度、速度快、功能低、成本低等特點，尤其是新型CMOS工藝。 但是，PCRAM也有一些明顯的缺點，特別是寫入操作速度無法與DRAM相媲美，寫入耐久性也與DRAM有很大差異。 書寫耐久性差是其在計算機系統中大規模應用面臨的主要障礙之一，目前國內外研究人員正在研究一些解決方案來應對它。 目前，PCRAM的商用程度不如MRAM。
2、MRAM是AI儲存的發展趨勢，PSMC和三星的倉位布局很重。
PSMC計畫與日本Power Spin公司合作，在2029年實現MRAM儲存器的量產。 Power Spin將獲得MRAM相關IP的許可，而PSMC將負責進一步的量產研發和試生產，以推動這種新型儲存器的採用。
Power Spin由日本東北大學於2019年成立，採用STT-MRAM相關技術。 MRAM儲存器的特點是非易失性、高速讀/寫，功耗理論上可以降低到現有儲存器的1 100。 然而，MRAM也面臨著成本高、耐久性等問題。 在AI的浪潮下，資料中心對大容量記憶體的需求增加，因此MRAM成為備受關注的技術。
PSMC計畫利用其在日本的合資公司的第二階段生產MRAM儲存器，以促進這種新型儲存器的普及。 該合資企業由PSMC和日本SBI Holdings於去年成立，總投資額為8000億日元，一期計畫於2027年建成投產，二期預計2029年投產。 此舉彰顯了PSMC在MRAM領域的雄心和布局。
除了PSMC，三星也在布局下一代記憶體技術，並計畫在2026年量產8nm汽車EMRAM。 此外，台積電最近宣布成功開發下一代SOT-MRAM儲存器。 2022年MRAM儲存器市場規模達到300億日元，表明該技術正在半導體代工行業引起關注。
在全球範圍內，各大半導體廠商紛紛投入研發和技術開發，以滿足讀寫速度快、功耗低、斷電後不會丟失資料等前瞻性儲存技術的需求。
台灣半導體產業也在積極支援相關研究，如台灣實驗研究所與台積電聯合研發的“選擇元件與自旋轉轉矩磁記憶整合”技術。 該技術在國際電子器件會議（IEDM）上展出，並被選為成功開發高密度、大批量STT-MRAM生產技術的團隊之一。
MRAM技術的發展不僅在硬體製造領域取得了突破，而且在應用領域也具有廣闊的前景。 在汽車、工業、軍事和航空航天領域，MRAM具有抗高輻射、在極端溫度條件下執行和防篡改等優點，具有廣泛的應用。在工業應用中，MRAM的快速寫入能力和非易失性儲存使其成為理想的選擇。
3、MRAM的主要應用市場。
MRAM在邊緣具有獨特的優勢。 邊緣計算在工業物聯網、機械人、可穿戴裝置、人工智慧、汽車和可攜式設計等領域的使用正在增長。 隨著這種增長，對高速、低延遲、非易失性、低功耗、低成本儲存器的需求也隨之而來，用於程式儲存和資料備份。 雖然有許多可用的選項，包括 SRAM、DRAM、快閃記憶體等，但所有這些技術都需要在乙個或多個領域進行權衡，而且它們似乎都不適合邊緣計算。 MRAM將資料儲存在磁性儲存單元中，提供真正的隨機訪問，並允許在儲存器中隨機讀取和寫入。 此外，MRAM結構和操作具有低延遲、低洩漏、高寫入週期和高保留率的特點，這些都是邊緣計算所需要的。 此外，MRAM是儲存和計算整合的理想儲存器之一。 到目前為止，已經研究了多種儲存介質來構建整合儲存和計算系統。 SRAM和DRAM是易失性器件，頻繁重新整理不利於降低功耗。 雖然快閃記憶體是非易失性的，但隨著讀寫次數的增加，浮柵氧化層會逐漸失效，重複讀寫的可靠性很低。 因此，各種基於電阻變化的新型儲存器是實現儲存器與計算融合的有效載體。 另一方面，MRAM基於對電子“自旋”的控制，理論上可以實現零靜態功耗，同時具有高速和非易失性，並且具有幾乎無限的寫入次數。 MRAM在速度、耐久性和功耗方面具有不可替代的優勢。 因此，MRAM是實現儲存與計算一體化的理想儲存器之一。
四是資本瞄準MRAM注入，MRAM在世界上的新興力量。
據環球半導體觀察不完全統計，已部署MRAM的企業，包括智真儲存、根村科技、赤拓科技等，均已獲得資本投資：智真儲存完成數千萬元Pre-A輪融資; 馳拓科技獲得B輪融資; Everstock Technology獲得新一輪融資; 凌村科技獲得Pre-A輪融資。
2023年8月，智真儲存自主研發的128KB SOT-MRAM晶元成功下線，這是繼1KB SOT-MRAM成功流片後，新一代磁儲存技術發展的又一重要里程碑。
針對邊緣側和裝置側的智慧型化需求，根村科技圍繞“儲存-計算-控制”布局了包括嵌入式MRAM在內的“單機MRAM儲存晶元”和“AI SOC晶元”兩大核心產品線，為消費、工業、物聯網、汽車等領域的客戶提供具有競爭力的節能智慧型單晶元系列解決方案。 其中，AI SoC的“超低功耗”版本執行功耗低至5uA MHz，達到世界一流水平，可為大多數電池供電應用場景提供高價效比的解決方案。 聚辰半導體（688123.，中國科創板上市公司SH）於2019年完成對MRAM技術公司Gencun Technology的融資領投，成為專注於中國MRAM技術的無晶圓廠公司。
凌存科技已成功研發出全球首款高速、高密度、低功耗的儲存器Meram原型機和基於Meram的真隨機數發生器，其高效能儲存晶元廣泛應用於車載電子、高效能計算、安防等領域。
磁鐵資訊是一家擁有PSTT-MRAM專用12英吋薄膜製造測試裝置和PSTT-MRAM專用12英吋蝕刻裝置的公司，國外MRAM主要應用於固態硬碟，實現了固態硬碟效能的顯著提公升，這也是磁鐵資訊產品的出發點;
赤拓科技也已被客戶量產，用於MCU SoC的嵌入式非易失性儲存器和慢速SRAM;
珠海星鑫儲存（珠海南北科技全資子公司）NV-RAM規格MRAM技術是國內首家達到此規格的廠商，量產後可替代目前市場上最昂貴的FRAM和電源SRAM（BatteryBackup SRAM）和NVSRAM;
中國科學院物理研究所團隊開發了一種以磁矩閉合奈米環磁隧道結為儲存單元的新型MRAM原型裝置。
整體來看，MRAM技術在硬體製造和應用領域取得了長足的進步，預計未來將逐步取代一些NOR快閃記憶體和SRAM，甚至在幾年內取代一些DRAM。 隨著MRAM技術的不斷成熟和廣泛應用，有望在塑造各行各業計算的未來方面發揮關鍵作用。 MRAM 市場正在蓬勃發展，預計到 2031 年將達到 191 美元893億美元，復合年增長率為366%，為整個半導體行業帶來新的增長動力。