針對MRAM（磁阻隨機存取存儲器）的寫入功耗問題，在電路級有多種優化方案。以下是一些主要的電路級優化方案：

1. 寫入電路優化設計

• 高速寫入脈沖優化：

• 通過優化寫入脈沖的寬度和幅度，可以在保證寫入可靠性的前提下，降低寫入功耗。

• 這需要對寫入電路中的晶體管寬長比、字線晶體管寬長比等進行精細設計，以實現高速、低功耗的寫入。

• 寫入驅動電路優化：

• 采用高效的寫入驅動電路，如使用具有低導通電阻的晶體管，可以減少寫入過程中的能量損耗。

• 同時，通過優化寫入電路的布局和布線，減少寄生電阻和電容，也能進一步降低功耗。

2. 靈敏放大器與讀電路優化

雖然靈敏放大器主要影響讀取功耗，但其優化也能間接影響寫入功耗，因為更高效的讀取可以減少因頻繁讀取而導致的整體能耗增加。

• 近閾值電壓靈敏放大器：

• 設計工作在近閾值電壓附近的靈敏放大器，能夠極大地降低讀取功耗。

• 通過采用失調電壓消除技術和單端差分電路結構，可以補償泄漏電流的影響，提高讀取效率。

3. 寫終止電路優化

• 雙端疊加抗噪聲電阻監測寫終止方案：

• 該方案通過提高讀取裕度，優化寫終止操作的穩定性，從而減少不必要的寫入功耗。

• 采用施密特觸發器代替傳統反相器，可以進一步提高寫終止電路的穩定性。

• 自我終止的寫入方案改進：

• 傳統自我終止方案使用比較器電路來監測存儲單元，并在檢測到完成時停止寫入。但受存儲單元特性變化和比較器電路檢測精度限制，可靠性不高。

• 可以通過改進比較器電路的設計，提高其檢測精度和穩定性，從而降低寫入功耗。同時，結合其他技術（如動態電荷泵技術），可以進一步優化寫入過程。

4. 電源管理優化

• 動態電源調整：

• 根據寫入操作的需求，動態調整電源電壓，以在保證寫入可靠性的同時降低功耗。

• 這需要對寫入電路的功耗進行精確建模和分析，以實現最佳的電源管理策略。

5. 其他電路級優化措施

• 采用先進的CMOS工藝：

• 使用更先進的CMOS工藝節點（如65nm、40nm等），可以減小晶體管的尺寸和功耗，從而降低MRAM的整體寫入功耗。

• 優化存儲單元結構：

• 通過改進存儲單元的結構和材料，如采用垂直磁各向異性（PMA）磁隧道結（MTJ），可以提高寫入效率和降低功耗。

綜上所述，針對MRAM的寫入功耗問題，在電路級有多種優化方案可供選擇。這些方案包括寫入電路優化設計、靈敏放大器與讀電路優化、寫終止電路優化、電源管理優化以及其他電路級優化措施。通過綜合應用這些方案，可以顯著降低MRAM的寫入功耗，提高其在實際應用中的競爭力。