鐵電存儲器(FRAM,,或FeRAM)在1990年代中期被認為將成為主流技術,,但至今仍與其他眾多新存儲器技術一樣,并沒有如預期般迅速崛起。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 在許多應用中取代DRAM,、SRAM與EEPROM。
“那樣的情況就是沒有發(fā)生,,”半導體產(chǎn)業(yè)分析師Jim Handy (來自Objective Analysis)在Cypress收購FRAM供應商Ramtron時表示:“該技術總是比生產(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,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?!?br/> 如同所有的存儲器技術,,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測,,全球FRAM市場在2013~2018年間可達到16.4%的復合平均年成長率(CAGR),,其低功耗特性是推動市場成長的關鍵力量。
FRAM供應商包括現(xiàn)在歸屬于Cypress的Ramtrom,、德州儀器(TI)以及富士通半導體(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,也擴展了其應用領域,。,。
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領導供應商Ramtron 的Cypress,一直致力以與SRAM相同的方式推廣該技術,;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,,讓供應商們能專注于開發(fā)FRAM的各種應用,。