三星披露全球领先的5nm MRAM单元核心技术，瞄准高级缓存应用
据Seoul Economic Daily( Sedaily),Digitimes asia, 中国IC交易网等多家媒体报道，在2026年6月14日至18日于美国夏威夷檀香山举办的超大规模集成电路研讨会（VLSI Symposium 2026）上，三星正式展示了其最新研发的5nm级磁性随机存取存储器（MRAM）单元（Cell）核心技术。这一重大技术验证距离三星晶圆代工团队在国际固态电路会议（ISSCC 2026）上发布全球首个8nm级嵌入式MRAM（eMRAM）工艺仅仅过去了四个月。如此密集的学术与产业成果发布，表明了行业巨头正加速将非易失性存储技术推向个位数纳米（sub-10nm）节点。
三星快速推进5nm级 MRAM 的底层逻辑，在于解决先进制程下面临的“SRAM（静态随机存取存储器）微缩墙”瓶颈。在5nm及更小的物理节点上，传统用于片上高速缓存的SRAM晶体管由于漏电流增加、面积缩小幅度基本停滞，导致其占用的芯片面积与成本居高不下。而三星研发5nm MRAM 的直接目标，正是提供一种具备高密度、非易失性且低功耗特征的替代方案，用作下一代人工智能系统级芯片（AI SoC）和高性能汽车微控制器（MCU）的底层高级缓存（L2/L3 Cache）。
三星MRAM工艺节点的演进路线与量产时间表回顾
三星在MRAM领域的技术迭代呈现出清晰且连贯的时间线特征：
• 2019年（28nm FD-SOI）： 三星成功实现了基于28nm全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）工艺的嵌入式自旋转移矩MRAM（STT-MRAM）的初步量产，主要面向功耗敏感的物联网（IoT）终端及低算力通用微控制器。这也标志着其嵌入式STT-MRAM的商业化起点。 • 14nm FinFET阶段： 随着计算需求提升，三星首次将MRAM的磁性隧道结（MTJ，MRAM的核心存储单元）引入FinFET立体晶体管架构。该节点有效控制了漏电流并提升了写入速度，开始向智能穿戴及智能手机SoC领域渗透。 • 2026年2月（8nm级）： 在美国旧金山举行的ISSCC 2026会议上，三星发布了8nm级eMRAM。测试数据显示其存储密度达到19.94 Mb/mm²，并在-40°C至150°C的宽温度电压条件下通过了AEC-Q100 Grade 1汽车级可靠性验证。 • 2026年6月（5nm级）： 在VLSI 2026上展示5nm级MRAM单元关键技术。根据三星最新的官方长期演进规划，其战略目标是在完成该单元基础验证后，于2027年底前实现5nm eMRAM的商业化量产。
台积电与三星在先进制程上的多维博弈
在嵌入式MRAM代工市场，台积电（TSMC）与三星电子构成了直接的竞争关系。相较于三星采取的“紧密节点发布、逐代递进（28nm→14nm→8nm→5nm）”战略，台积电在MRAM的演进上展现出了明显的“跨代跳跃”与“生态捆绑”特征。台积电在完成22nm的大规模量产及16nm FinFET节点的车规级验证后（如与恩智浦NXP合作，实现汽车在3秒内完成20MB的OTA空中下载代码更新），直接选择绕过8nm节点，将核心研发资源从12nm直接对准5nm MRAM，以期在2027年的5nm量产窗口与三星展开正面对决。台积电明确表示，将MRAM技术扩展至5nm，是实现未来智能汽车AI及ADAS架构的关键一步。为此，台积电已在德国慕尼黑设立欧洲设计中心，定向对接欧洲主要汽车工业客户对高算力非易失性存储的定制化需求。
除了光刻制程节点的较量，两家巨头在下一代MRAM物理机制的超前布局上也展开了深度竞争。虽然当前量产的主流仍是双端器件架构的STT-MRAM，但两家公司均在积极布局三端器件架构的自旋轨道转矩MRAM（SOT-MRAM）。台积电与台湾工业技术研究院（ITRI）保持产学研合作，目前已成功展示了采用β相钨材料等重金属层的SOT-MRAM阵列，实现了0.4纳秒级的极速开关，且写入功耗仅为传统STT-MRAM的百分之一。这意味着在未来的5nm节点竞争中，台积电不仅拥有成熟的STT架构优化方案，也具备了更前沿的SOT物理机制的技术储备。
汽车和端侧应用需求推高了对 MRAM 的兴趣
Global Market Insights 的 2026 年 MRAM 市场报告称，由于对高速性能、低延迟、非易失性的需求以及汽车和物联网应用的日益普及，全球市场正在扩大。MRAM 的稳健性和即时启动功能特别适合汽车系统，例如高级驾驶员辅助系统、软件定义的车辆架构和无线更新平台。物联网端点还受益于非易失性存储器，可以在断电时节省能源和保存数据。随着微控制器和片上系统寻求在无需外部组件的情况下处理存储器功能、降低电路板复杂性并改善功耗配置，对嵌入式存储器解决方案的需求也在增长。这一趋势在汽车、消费电子和工业自动化领域尤为突出。在市场份额方面，三星去年占据了 MRAM 市场 14.3% 的份额，在跟踪的竞争对手中排名第一。台积电紧随其后，占 11.9%。排名前五的厂商——包括英特尔、霍尼韦尔国际和英飞凌科技——合计占据全球市场的 52.7%。
中国大陆MRAM厂商的突围现状与应用落地
面对台积电与三星在5nm/8nm等尖端制程上的资金与技术垄断，中国大陆MRAM厂商受限于本土代工厂的现有光刻节点，无法在通用消费级智能手机或高端数据中心SoC的存储密度上进行正面交锋。因此，本土产业目前的突围路径表现为清晰的“双轨制”：一方面是以浙江驰拓为代表的企业在成熟制程（40nm/28nm）上深耕特定的工业控制与车规级长寿命场景；另一方面则是以致真存储为代表的企业在底层物理机制上另辟蹊径，利用前沿的SOT-MRAM技术在特定高性能领域实现“换道超车”。
在成熟工艺及特定场景下沉方面，浙江驰拓科技作为国内STT-MRAM领域的代表，已具备12英寸MRAM中试及量产线工艺开发能力。驰拓科技近期发布了国内首款采用40nm工艺的车规级MRAM芯片，其应用场景并非追求极限微缩的计算芯片，而是聚焦于工控自动化、电网电表以及企业级存储的掉电保护（PLP）。在这些场景中，40nm工艺带来的存储密度已足够满足数据留存需求，且其非易失性和高写入寿命的商业效益明显优于高成本的先进制程。
与此同时，具备高校科研背景的致真存储则依托北京航空航天大学集成电路学院自旋芯片团队的深厚科研底蕴与青岛8英寸磁随机存储芯片产线和正在建设的12寸产线，重点攻坚SOT-MRAM的工程化落地。值得注意的是，该公司是目前国内唯一拥有SOT-MRAM全套技术和8英寸研发及量产线的企业。致真存储此前已发布了全球首款4Mb全功能SOT-MRAM芯片，并将其成功推向了低空经济（如无人机飞行控制器）等高新兴领域。无人机在飞行过程中的姿态数据要求在强震动、强电磁干扰环境下断电瞬间不丢失，SOT-MRAM凭借其读写路径分离带来的亚纳秒级写入速度和几乎无限的读写寿命（>10¹²次），提供了优于传统eFlash（嵌入式闪存）的解决方案。
除了制造端，国内如深圳亘存科技、寒序科技等Fabless设计企业，则专注于围绕MRAM技术开发独立式存储芯片和包含嵌入式MRAM的AI SoC产品。这些企业通过与底层代工厂配合，正在推动MRAM在近存计算、存内计算等新兴AI架构中的实际应用流片与交付。
2026年是MRAM技术从边缘应用走向核心算力架构的转折点。一方面，三星与台积电在5nm车规级存储的研发竞速，将直接决定未来全球汽车电子和数据中心的底层硬件格局；另一方面，中国大陆厂商虽然在极限工艺节点上仍处于追赶态势（主攻28nm/40nm），但在车规级芯片自主化以及下一代SOT-MRAM物理机制的工程化落地方面，已经具备了建立独立产业生态的实质性能力。
