MRAM是一種磁性多層膜的堆棧結(jié)構(gòu)，在這當(dāng)中最為關(guān)鍵的三層，上下兩層為磁性層（一為參考層，一為自由層），中間則為絕緣層。早前的MRAM的磁性層的磁化方向是水平排列，并可由電流來控制旋轉(zhuǎn)方向。方向相同時，為低組態(tài)；相反時則為高組態(tài)，透過組態(tài)的不同，來定義數(shù)字世界的“0”和“1”，不過這種作法，礙于物理特性的關(guān)系，在實際的體積上不易微縮，加上需要的電流也相對較大。故水平式架構(gòu)較不受到產(chǎn)業(yè)界歡迎。

　　工研院電光所奈米電子技術(shù)組組長顧子琨談到，MRAM就架構(gòu)上可分為水平式與垂直式兩種，水平式由于物理問題較難克服，故現(xiàn)階段各大半導(dǎo)體廠商無不投入在垂直式架構(gòu)上。雖然在垂直式架構(gòu)也有不少問題需要克服，不過在現(xiàn)階段，像是低磁組變化率或是大寫入電流等挑戰(zhàn)，都已經(jīng)克服。不過，問題在于，只要是磁性材料，就會有“外漏磁場”與“翻轉(zhuǎn)不對稱”的問題出現(xiàn)，而過去的作法需要通過電源以產(chǎn)生外在磁場來讓自由層進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以相同方向來說，在翻轉(zhuǎn)上只導(dǎo)入少許電流就能完成，但在相反方向的情況下，就需要提供較大的電流，這就是所謂的“翻轉(zhuǎn)不對稱”。

　　工研院電光所的研究團(tuán)隊所開發(fā)出來的“垂直式自旋磁性內(nèi)存技術(shù)”（p- STT MRAM）所克服的技術(shù)挑戰(zhàn)則是“非對稱翻轉(zhuǎn)”，與此同時，這也可以兼顧低寫入電流的優(yōu)勢。換言之，該技術(shù)可用極低的寫入電流來達(dá)到對稱翻轉(zhuǎn)的效果，同時也能解決物理極限的微縮挑戰(zhàn)。顧子琨透露，此一技術(shù)適用45奈米以下的制程，再者，MRAM本身就是以低電壓運作，如果電流可以有效降低，整體功耗便能大幅下降。

　　他更談到，在現(xiàn)階段，國際一線的半導(dǎo)體大廠的投入，從設(shè)備業(yè)、晶圓代工業(yè)、內(nèi)存業(yè)與IDM（組件整合制造）等業(yè)者，幾乎都投入垂直式自旋磁性內(nèi)存技術(shù)的研發(fā)，就他了解，中國其實也投入少不少資源。之所以會引起全球半導(dǎo)體一線大廠的高度重視。顧子琨分析，若僅只把MRAM與內(nèi)存產(chǎn)業(yè)加以鏈接，是相當(dāng)狹隘的看法，就芯片架構(gòu)上，SRAM在系統(tǒng)單芯片扮演極為重要的角色，若能讓芯片整體表現(xiàn)大幅躍進(jìn)，MRAM絕對是不可獲缺的關(guān)鍵，所以晶圓代工龍頭臺積電也對該技術(shù)相當(dāng)重視。他預(yù)估最快會在2015至 2016年就會進(jìn)入送樣階段，東芝與三星有機(jī)會搶先量產(chǎn)。

　　不過，工研院畢竟扮演技術(shù)移轉(zhuǎn)的角色，顧子琨不諱言，***業(yè)者在MRAM的進(jìn)展速度是相對較為保守的，一般來說，都是要等到市場進(jìn)入萌芽期后，才會陸續(xù)投入，但在目前，已有許多國際業(yè)者與工研院洽談后續(xù)的合作事宜，態(tài)度相當(dāng)積極。不管如何，可以確定的是，工研院此一突破技術(shù)已經(jīng)開啟新一波的內(nèi)存戰(zhàn)局，***內(nèi)存業(yè)者若能把握此一機(jī)會，未嘗不是一個東山再起的機(jī)會。