MRAM и ReRAM выходят на рынок автомобильной электроники с акцентом на надёжность и износостойкость

В последние годы рынок автомобильной электроники претерпевает значительные изменения, вызванные как усложнением архитектур транспортных средств, так и ростом требований к надёжности встроенных компонентов. На этом фоне внимание разработчиков и производителей всё чаще переключается с классических показателей производительности на устойчивость и долговечность систем памяти. Особенно это актуально для применения в условиях экстремальных температур, вибраций и перепадов напряжений — характерных для автомобильной, аэрокосмической и промышленной сфер.

В этом контексте новые типы энергонезависимой памяти, такие как MRAM (магниторезистивная память) и ReRAM (резистивная память), демонстрируют значительный прогресс. Их разработчики всё чаще фокусируются не столько на вытеснении традиционных решений — таких как NAND или NOR flash — сколько на интеграции в специфические сценарии, где традиционные технологии демонстрируют слабые места, в частности при экстремальных температурах, ограниченных ресурсах записи и повышенных требованиях к скорости доступа.

MRAM: стабильность в критических условиях и интерес со стороны аэрокосмического сектора

Компания Everspin Technologies, один из пионеров и ключевых игроков в сегменте MRAM, представила новые устройства памяти, соответствующие стандарту AEC-Q100 — это критически важный отраслевой стандарт надёжности, разработанный Automotive Electronics Council (AEC) специально для компонентов, используемых в автомобильной электронике. Устройства EM064LX HR и EM128LX HR из семейства PERSYST рассчитаны на расширенный температурный диапазон от -40°C до +125°C, что делает их пригодными для эксплуатации не только в автомобилях, но и в спутниках, ракетных системах, авиации и промышленной автоматике.

Одним из ключевых преимуществ MRAM является высокая скорость записи и считывания (близкая к SRAM), при этом сохраняется энергонезависимость, что делает её особенно подходящей для приложений, работающих в реальном времени. Например, в электронных блоках управления (ECU), регистраторах событий или системах аварийного реагирования. Кроме того, MRAM обеспечивает практически неограниченное количество циклов записи, в отличие от flash-памяти, что существенно увеличивает срок службы устройства при постоянной перезаписи данных.

Компания отмечает, что на текущем этапе основными драйверами развития технологии остаются требования со стороны аэрокосмической индустрии, где надёжность компонентов оценивается по предельно строгим критериям, включая радиационную устойчивость, устойчивость к электромагнитным помехам и механическим воздействиям. MRAM активно применяется в системах хранения с высокой степенью отказоустойчивости, где даже кратковременный сбой недопустим.

ReRAM: термостабильная альтернатива встроенной flash-памяти для новых технологических узлов

Компания Weebit Nano, специализирующаяся на разработке ReRAM, достигла значительного технологического рубежа, успешно завершив квалификацию своей технологии по стандарту AEC-Q100 в партнёрстве с SkyWater Technology. Решение, выполненное на 130-нм CMOS-процессе, продемонстрировало способность выдерживать температуры до 150°C, что открывает путь к применению в автомобильных системах нового поколения.

ReRAM представляет собой энергонезависимую память, работающую на принципе изменения сопротивления диэлектрика между двумя электродами. Эта структура не требует сложной управляющей логики или высоких напряжений, характерных для flash, что делает её особенно подходящей для интеграции в технологические узлы ниже 28 нм, где встраиваемая flash-память становится технологически и экономически нецелесообразной.

Компания Weebit позиционирует свою технологию как оптимальное решение для "software-defined vehicles" — транспортных средств, архитектура которых базируется на программной гибкости и постоянных OTA-обновлениях (обновления "по воздуху"). В таких системах память должна обладать высокой цикличной устойчивостью, температурной стабильностью и энергонезависимостью — характеристики, которыми ReRAM выделяется на фоне альтернатив.

Weebit разработала полный профиль применения своей технологии в автомобильной отрасли, охватывающий весь жизненный цикл изделия — от валидации на уровне техпроцесса до соответствия нормативам ISO 26262 и требованиям функциональной безопасности. Это создаёт предпосылки для масштабируемого и стандартизированного внедрения ReRAM в современные электронные блоки управления.

Сравнение с традиционными технологиями и перспективы внедрения

На сегодняшний день основную долю рынка энергонезависимой памяти по-прежнему удерживает NAND flash, в первую очередь за счёт низкой себестоимости и высокой плотности хранения данных. Однако в сегменте NOR flash, традиционно используемой в микроконтроллерах для хранения кода и конфигурационных данных, позиции постепенно ослабевают под давлением новых технологий.

Здесь MRAM и ReRAM проявляют наибольшую конкурентоспособность, предлагая меньшее энергопотребление, лучшую износостойкость, более высокую скорость доступа и температурную устойчивость. Особенно это актуально в приложениях, где критичны быстрая загрузка ПО, сохранение данных при отключении питания и устойчивость к внешним воздействиям.

Однако остаются и сдерживающие факторы. Для MRAM основным ограничением остаётся ограниченное число производителей и ограниченная производственная база, что создаёт риски в цепочке поставок. В то время как ReRAM выигрывает благодаря лицензионной модели распространения, позволяющей встраивать технологию напрямую в производственные процессы сторонних фабрик (foundries), что делает её более гибкой для массового внедрения.

Автомобильная электроника переживает фазу глубокой трансформации. Увеличение доли ПО, широкое внедрение систем помощи водителю (ADAS), электрификация и переход к архитектурам доменов и зон требуют пересмотра требований к встроенной памяти. В таких условиях MRAM и ReRAM становятся не просто альтернативами, а ответом на системные вызовы отрасли, предлагая устойчивость, адаптируемость и готовность к будущим технологическим изменениям.

Учитывая растущую значимость параметров, связанных с безопасностью, стабильностью и возможностью постоянных обновлений, можно ожидать, что уже в ближайшие годы эти технологии найдут своё место не только в нишевых применениях, но и в массовых решениях автомобильной электроники.