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高密度 MRAM 电子设计自动化（EDA）软件与设计流程
发布时间: 2022-08-15
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
新技术
行业领域：
电子信息技术
成果介绍
磁随机存储器（MRAM）技术采用磁性隧道结（MTJ）作为基本存储单元，并 采用全新的自旋量子调控物理机制，利用电子自旋调控磁矩取向来进行存储，具 有体积小、功耗低、访问速度快、非易失性、近无限次读／写操作和抗辐射能力 强等优点，特别适合空间科学技术和特殊领域的应用。虽然 STT-MRAM 已经产业 化，但 MRAM 技术仍然存在一些重要的问题亟待解决。例如，小尺寸（亚 7 纳米） STT 磁矩进动翻转引起的在亚纳秒区间电流（功耗）随翻转时间缩短而指数增长； 下一代基于自旋轨道力矩（SOT）技术的高密度磁随机存储器（SOT-MRAM）的关 键性垂直翻转限制等。现阶段业界尚无有效解决此类器件设计问题的自旋量子器 件电子设计自动化（EDA）软件和设计流程。
本项目开发一套适用于 MRAM 器件仿真设计的EDA 软件与设计流程，包括第 一性原理材料参数仿真计算提取，第一性原理非平衡格林函数（NEGF）量子输运 仿真，复杂几何结构通用多尺度 MTJ 微磁/宏磁模拟，器件流片数据高性能统计分析。
成果亮点
1.多尺度模拟：
超过20k 原子计算能力的第一性原理材料计算及参数提取，与原子尺度的微 磁动力学模拟方法、传统连续介质模型相结合，适用微纳小尺寸的 MRAM 器件仿 真，使能高可靠性新型器件设计创新。
2.大体系复杂几何结构微磁/宏磁模拟：
大规模有限元/有限差分计算技术，对于任意器件结构、复杂几何边界均可
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进行精确求解。
3.高性能、高精度的 MRAM 紧凑模型：
兼容现有 CMOS 电路仿真平台。基于超过5k 原子计算能力的第一性原理量子 输运计算，多尺度微磁/宏磁模拟，构建优化算法的微观紧凑模型，在准确描述 量子效应及保证仿真精度的前提下，仿真速度可接近传统半导体器件紧凑模型指 标，提高 MRAM 核心器件及 CMOS 驱动电路联合仿真设计效率。
团队介绍
西安交通大学国家技术转移中心始建于 1999 年 6 月，是代表西安交通大学 从事技术转移、成果转化、股权管理、产学研合作的综合服务机构。为探索技术 转移工作的市场化运作机制，学校同时成立了西安交大技术成果转移有限责任公 司， 中心与公司一体化运作。2001 年中心成为国家经贸委和国家教育部首批认 定的全国六家高校“国家技术转移中心”之一，2008 年中心被科技部认定为首 批“国家技术转移示范机构”。
成果资料
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