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FRAM邁向主流存儲器之漫漫長路

發(fā)布時間:2015-5-21 13:30    發(fā)布者:eechina
關(guān)鍵詞: FRAM , 存儲器
鐵電存儲器(FRAM,或FeRAM)在1990年代中期被認為將成為主流技術(shù),但至今仍與其他眾多新存儲器技術(shù)一樣,并沒有如預(yù)期般迅速崛起。FRAM 的內(nèi)部運作原理類似DRAM,有媲美SRAM的高速度以及如同快閃存儲器的非揮發(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)存儲器更昂貴。”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)性存儲器所面臨之問題類似,例如磁阻式存儲器 (MRAM)、電阻式存儲器(RRAM)以及相變化存儲器(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!

如同所有的存儲器技術(shù),成本是開拓市場的一大障礙;FRAM需要一層沉積在標準矽基板上的鈣鈦礦(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)者都擴大了在FRAM硬件與軟件方面的研發(fā)投資,因此提升了FRAM的性能與效益,也擴展了其應(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,整合了二進位功能,能對節(jié)省能源有所貢獻;該公司新產(chǎn)品鎖定的目標市場是工業(yè)自動化應(yīng)用,包括旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary encoders)、馬達控制器以及傳感器。為符合工業(yè)自動化市場需求,該元件支援-40~105 °C運作溫度,保證10年無資料流失風險。

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、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)性存儲器,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的功耗僅有最先進的EEPROM方案的30%,而且讀寫耐久性可達1億次。

Handy則表示,F(xiàn)RAM與許多存儲器技術(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。
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