Design-for-Test and Design-for-Reliability for Low Power STT-MRAM

• Antragsteller: Professor Mehdi B. Tahoori, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 286543208

Der Energiebedarf moderner Mikrobauteile ist mittlerweile zu einer der größten Herausforderungen für die Mikroelektronik-Branche geworden, denn bereits heute limitiert die Leistungsaufnahme von Mikroprozessoren deren Leistungsfähigkeit. Daher ist es eine wesentliche Forschungsaufgabe die Leistungsaufnahme von Mikroelektronikbauteilen zu senken und somit neue Einsatzmöglichkeiten für low-power Computersysteme zu ermöglichen (z.B. "Internet der Dinge"). Eine vielversprechende Lösung für diese Herausforderung ist die Verwendung von nichtflüchtigen Speicherbausteinen. Dies würde umgehend die statische Verlustleistung auf nahezu Null reduzieren und damit den Weg hinzu neuen Arbeitsparadigmen ebnen, z.B. Normally-off/Instant-on. In diesem Zusammenhang sind besonders nichtflüchtige Magnetspeicher, die den Elektronenspin (sogenannter MRAM Speicher) ausnutzen, von großer Bedeutung. Allerdings stellt die MRAM Technologie zahlreiche Herausforderungen an die Forschung und Wissenschaft, die gelöst werden müssen bevor MRAM eine Lösung für low-power Computersysteme werden kann. Zu diesen Herausforderungen zählen der Herstellungs-Yield, das Testen sowie die Zuverlässigkeitsprobleme von MRAM, wobei letztere durch eine Vielzahl von zusammenhängenden Effekten ausgelöst werden. Daher geht es in diesem Forschungsprojekt darum, die auftretenden Fehlerquellen auf unterschiedlichsten Abstraktionsebenen möglichst genau zu modellieren, um dadurch in der Lage zu sein, präzise Aussagen über die Zuverlässigkeit treffen zu können. Darauf aufbauend wollen wir unterschiedliche Ansätze für ein zuverlässiges MRAM-Design entwickeln und Testmethoden entwerfen, die etwaige Probleme in MRAM-Speichern aufzeigen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen