着実な進展を見せるMRAM技術：福田昭のデバイス通信 IEDM 2015プレビュー（10）（1/2 ページ）

今回から、カンファレンス最終日のセッションを紹介する。セッション26は、「MRAM、DRAMとSRAM」をテーマに講演が進んでいく。MRAMについては計4件の論文発表があり、例えばQualcomm Technologiesらは、40nmルールのCMOSロジックに埋め込むことを想定したSTT-MRAM技術を報告する。

[福田昭，EE Times Japan]

ラストレベルのキャッシュにMRAMを利用

　2015年12月に開催予定の国際学会「IEDM 2015」から、カンファレンス3日目（最終日）である12月9日（水）の午前に予定されている一般講演セッションを解説する。9日午前の時間帯には、セッション25からセッション31までの7本のセッションが同時並行に進む。

　今回はセッション25（回路とデバイスの相互作用）とセッション26（メモリ技術）の2つのセッションについて、概要を説明しよう。

12月9日午前の一般講演セッション一覧（クリックで拡大）

　セッション25（回路とデバイスの相互作用）のサブテーマは、「モアザンムーア（More Than Moore）」である。このセッションでは従来のシリコンMOSFETとは、少し違ったアプローチによる研究成果が披露される。

　東芝は、磁気トンネル接合（MTJ）素子をメモリセルに利用した低消費・低コストのオンチップキャッシュ技術を報告する（講演番号25.1）。MTJ素子を使った磁気メモリ（MRAM）は、従来のオンチップキャッシュ技術であるSRAMに比べると速度では劣るものの、不揮発性メモリなので消費電力が低い、記憶容量当たりのシリコン面積が小さい（製造コストが低い）といった特長がある。そこで東芝では、MTJ素子を使ったメモリをCPUのオンチップ2次キャッシュと3次キャッシュ（あるいはラストレベルキャッシュ）に応用すべく、研究開発を続けてきた。IEDM 2015では、2次キャッシュに2T（トランジスタ）2MTJセル、3次キャッシュに1T1MTJセルを採用したキャッシュ技術を発表する。既存のSRAMキャッシュ技術に比べ、CPUの消費電力を65％、シリコンダイ面積を37％に低減できたという。

　TSMCは、ミリ波受動素子群を1個のウエハー・レベル・パッケージに集積する技術を開発した（講演番号25.2）。インダクタ、リング共振器、電力合成器、結合器、バラン、伝送線路、アンテナなどをまとめた。低雑音で低消費電力のミリ波システムをモバイル端末やIoT端末などに向けて実現できる。

　IBM MicroelectronicsとIBM Researchの共同研究チームは、Oバンド（波長1.26μm〜1.36μm、周波数220THz〜238THz）を利用した光データ通信に向けたシリコン・フォトニクス技術を発表する（講演番号25.7）。CMOS技術とRF技術、光エレクトロニックデバイスで構成した。チャンネル当たり25Gビット/秒の光リンクを4チャンネル用意した。光ファイバーとは自己整合で接続する。

セッション25の講演一覧（クリックで拡大）