FRAM邁向主流存儲器之漫漫長路…

　　鐵電記憶體(FRAM，或FeRAM)在1990年代中期被認(rèn)為將成為主流技術(shù)，但至今仍與其他眾多新記憶體技術(shù)一樣，并沒有如預(yù)期般迅速崛起。FRAM的內(nèi)部運(yùn)作原理類似DRAM，有媲美SRAM的高速度以及如同快閃記憶體的非揮發(fā)性;在1980年代首個成功的FRAM電路問世，其通用功能就被認(rèn)為可以在許多應(yīng)用中取代DRAM、SRAM與EEPROM。

　　“那樣的情況就是沒有發(fā)生，”半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分析師Jim Handy (來自O(shè)bjective Analysis)在Cypress收購FRAM供應(yīng)商Ramtron時表示：“該技術(shù)總是比生產(chǎn)傳統(tǒng)記憶體更昂貴。”自1980年代晚期，F(xiàn)RAM開發(fā)商因為對鐵店材料的物理特性了解有限，而遭遇了各種問題;其中有很多與其他具潛力的、開發(fā)中的非揮發(fā)性記憶體所面臨之問題類似，例如磁阻式記憶體(MRAM)、電阻式記憶體(RRAM)以及相變化記憶體(PCM)。

　　盡管一路顛簸，F(xiàn)RAM目前已經(jīng)商業(yè)化量產(chǎn)，有適合多種應(yīng)用的不同產(chǎn)品線。Handy 在最近表示，有人觀察到：“ FRAM是未來的技術(shù)，而且注定要維持那樣的模式;FRAM在某一段時間在某些方面是有潛力的，但還沒有真正走向主流。”

　　如同所有的記憶體技術(shù)，成本是開拓市場的一大障礙;FRAM需要一層沉積在標(biāo)準(zhǔn)矽基板上的鈣鈦礦(Perovskite)晶體，鈣鈦礦晶體內(nèi)含的元素會干擾矽電晶體，因此需要一個障礙層隔離鈣鈦礦與下方的矽基板。Handy表示，這種結(jié)構(gòu)提高了FRAM元件的制造成本。

　　市場對FRAM確實有一些需求;根據(jù)Research and Markets 約一年前發(fā)布的市場研究報告預(yù)測，全球FRAM市場在2013~2018年間可達(dá)到16.4%的復(fù)合平均年成長率(CAGR)，其低功耗特性是推動市場成長的關(guān)鍵力量。

　　FRAM供應(yīng)商包括現(xiàn)在歸屬于Cypress的Ramtrom、德州儀器(TI)以及富士通半導(dǎo)體(Fujitsu)，各家業(yè)者都擴(kuò)大了在FRAM硬體與軟體方面的研發(fā)投資，因此提升了FRAM的性能與效益，也擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。。

　　雞生蛋還是蛋生雞的難題

　　富士通在2014年底最新發(fā)表的FRAM產(chǎn)品MB85RDP16LX是一款超低功耗元件，整合了二進(jìn)位功能，能對節(jié)省能源有所貢獻(xiàn);該公司新產(chǎn)品鎖定的目標(biāo)市場是工業(yè)自動化應(yīng)用，包括旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary encoders)、馬達(dá)控制器以及感測器。為符合工業(yè)自動化市場需求，該元件支援-40~105 °C運(yùn)作溫度，保證10年無資料流失風(fēng)險。

　　收購了FRAM領(lǐng)導(dǎo)供應(yīng)商Ramtron 的Cypress，一直致力以與SRAM相同的方式推廣該技術(shù);該公司不久前發(fā)表了一系列4Mb串列式FRAM，根據(jù)Cypress非揮發(fā)性產(chǎn)品部門副總裁Rainer Hoehler表示，新產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用是針對需要連續(xù)、頻繁高速資料讀寫，而且對安全性敏感的應(yīng)用，包括工業(yè)控制與自動化、工業(yè)讀表、多功能印表機(jī)、量測設(shè)備，以及醫(yī)療用可穿戴式裝置。

　　Hoehler指出，上述系統(tǒng)需要高密度、高可靠性、高耐久性以及省電的非揮發(fā)性記憶體，其他非揮發(fā)性技術(shù)如EEPROM與MRAM，性能皆無法與FRAM匹敵;他表示，F(xiàn)RAM的功耗僅有最先進(jìn)的EEPROM方案的30%，而且讀寫耐久性可達(dá)1億次。

　　Handy則表示，F(xiàn)RAM與許多記憶體技術(shù)一樣，面臨“雞生蛋還是蛋生雞”的難題，更大的市場需求量才能讓制造成本降低，但是若要激勵需求，需要更低價格的FRAM。但盡管面臨這些挑戰(zhàn)，他認(rèn)為仍有一個可行的市場，讓供應(yīng)商們能專注于開發(fā)FRAM的各種應(yīng)用。