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FRAM迈向主流存储器的路还很长

eettaiwan?? 2015年05月22日 ?? 收藏0
铁电存储器(FRAM,或FeRAM)在1990年代中期被认为将成为主流技术,但至今仍与其他众多新存储器技术一样,并没有如预期般迅速崛起。FRAM 的内部运作原理类似DRAM,有媲美SRAM的高速度以及如同快闪存储器的非挥发性;在1980年代首个成功的FRAM电路问世,其通用功能就被认为可以 在许多应用中取代DRAM、SRAM与EEPROM。

“那样的情况就是没有发生,”半导体产业分析师Jim Handy (来自Objective Analysis)在Cypress收购FRAM供应商Ramtron时表示:“该技术总是比生产传统存储器更昂贵。”自1980年代晚期,FRAM开发商因为对铁店材料的物理特性了解有限,而遭遇了各种问题;其中有很多与其他具潜力的、开发中的非挥发性存储器所面临之问题类似,例如磁阻式存储器 (MRAM)、电阻式存储器(RRAM)以及相变化存储器(PCM)。

尽管一路颠簸,FRAM目前已经商业化量产,有适合多种应用的不同产品线。Handy 在最近表示,有人观察到:“ FRAM是未来的技术,而且注定要维持那样的模式;FRAM在某一段时间在某些方面是有潜力的,但还没有真正走向主流。”

如同所有的存储器技术,成本是开拓市场的一大障碍;FRAM需要一层沉积在标准矽基板上的钙钛矿(Perovskite)晶体,钙钛矿晶体内含的元素会干扰矽电晶体,因此需要一个障碍层隔离钙钛矿与下方的矽基板。Handy表示,这种结构提高了FRAM元件的制造成本。

市场对FRAM确实有一些需求;根据Research and Markets 约一年前发布的市场研究报告预测,全球FRAM市场在2013~2018年间可达到16.4%的复合平均年成长率(CAGR),其低功耗特性是推动市场成长的关键力量。

FRAM供应商包括现在归属于Cypress的Ramtrom、德州仪器(TI)以及富士通半导体(Fujitsu),各家业者都扩大了在FRAM硬件与软件方面的研发投资,因此提升了FRAM的性能与效益,也扩展了其应用领域。。

鸡生蛋还是蛋生鸡的难题

富士通在2014年底最新发表的FRAM产品MB85RDP16LX是一款超低功耗元件,整合了二进位功能,能对节省能源有所贡献;该公司新产品锁定的目标市场是工业自动化应用,包括旋转编码器(rotary encoders)、马达控制器以及传感器。为符合工业自动化市场需求,该元件支援-40~105 °C运作温度,保证10年无资料流失风险。

收购了FRAM领导供应商Ramtron 的Cypress,一直致力以与SRAM相同的方式推广该技术;该公司不久前发表了一系列4Mb串列式FRAM,根据Cypress非挥发性产品部门副总 裁Rainer Hoehler表示,新产品的目标应用是针对需要连续、频繁高速资料读写,而且对安全性敏感的应用,包括工业控制与自动化、工业读表、多功能印表机、量测 设备,以及医疗用可穿戴式装置。

Hoehler指出,上述系统需要高密度、高可靠性、高耐久性以及省电的非挥发性存储器,其他非挥发性技术如EEPROM与MRAM,性能皆无法与FRAM匹敌;他表示,FRAM的功耗仅有最先进的EEPROM方案的30%,而且读写耐久性可达1亿次。

Handy则表示,FRAM与许多存储器技术一样,面临“鸡生蛋还是蛋生鸡”的难题,更大的市场需求量才能让制造成本降低,但是若要激励需求,需要更低价格的FRAM。但尽管面临这些挑战,他认为仍有一个可行的市场,让供应商们能专注于开发FRAM的各种应用。

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手机芯片? SRAM? 存储器?

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