大數(shù)據(jù),、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)讓存儲市場火爆異常,，價格一漲再漲,，從手機、電腦,、汽車,、到玩具，幾乎所有電子產(chǎn)品等離不開存儲器,，而尤其可穿戴,、醫(yī)療、工業(yè)設備更離不開高性能,、高耐久性以及低功耗特性的關鍵數(shù)據(jù)存儲,。作為系統(tǒng)關鍵組成部分，存儲性能至關重要,。面對市場上參差不齊的存儲器,，選擇的方向是什么？未來,，存儲技術的創(chuàng)新又該從哪些方面下手呢,？
在第七屆EEVIA年度中國ICT媒體論壇暨2018產(chǎn)業(yè)和技術展望研討會上，富士通電子元器件產(chǎn)品管理部總監(jiān)馮逸新就富士通對非易失性存儲器的策略以及創(chuàng)新方向為大家做了分享,?！癋RAM（鐵電存儲器）用于數(shù)據(jù)記錄,；NRAM（碳納米管存儲）用于數(shù)據(jù)記錄和電碼儲存, 還可替代NOR Flash；ReRAM（電阻式記憶體）可替代大容量EEPROM,?！痹谠敿毥榻B富士通三大存儲技術之前，馮逸新首先介紹了它們各自的市場定位,，三大各具獨特性能的存儲技術有望在各類電子產(chǎn)品市場中扮演黑馬角色,。
表計、物聯(lián)網(wǎng)等應用之外,，F(xiàn)RAM全面拓展汽車與無電池應用
FRAM的三大優(yōu)勢我們都很熟悉--耐久性,、高速寫入、低功耗,。什么是耐久性,？馮逸新舉了個例子，假設寫入頻率是1秒/次,，如果產(chǎn)品壽命是十年,，那么在十年中寫入耐久性大概需要3.2億次。很顯然,，EEPROM和Flash都是滿足不了的,。
FRAM 優(yōu)于 EEPROM和Flash的耐久性
FRAM的寫入速度有多高呢？就寫入一個數(shù)據(jù)時間來講,，F(xiàn)RAM的速度大概是EEPROM的1/3000,。也就是說,，如果一個系統(tǒng)用一個主控加一個硬 FRAM,，發(fā)生掉電的時候，數(shù)據(jù)是不會丟失的,。集這么多優(yōu)點于一身的FRAM 都可以應用在哪些方面呢,？馮逸新表示富士通的FRAM 已經(jīng)廣泛應用到了智能表計系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）,、醫(yī)療電子等等,。隨著車規(guī)FRAM產(chǎn)品的推出，目前FRAM已經(jīng)全面進入無電池引用以及汽車電子系統(tǒng),，包括胎壓監(jiān)測,、BMS監(jiān)測、氣囊等等,。
發(fā)生掉電時,，EEPROM、Flash以及FRAM的數(shù)據(jù)丟失情況
車載電子控制系統(tǒng)對于存取各類傳感器資料的需求持續(xù)增加,，因此對于高效能非易失性內(nèi)存技術的需求也越來越高,，因為當系統(tǒng)在進行資料分析或是其他數(shù)據(jù)處理時,，只有這類內(nèi)存才能夠可靠而無延遲地儲存?zhèn)鞲衅魉鸭臄?shù)據(jù)。由于FRAM屬于非失去性內(nèi)存,，不僅能進行高速隨機存取,，且擁有高耐寫度的特性，因此能以最佳的性能滿足這類應用的需求,。2017年富士通推出兩款車規(guī)級FRAM存儲解決方案,，能夠支持安全氣囊數(shù)據(jù)儲存、事故數(shù)據(jù)記錄器（EDR）,、電池管理系統(tǒng)（BMS）,、汽車駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）及導航與信息娛樂系統(tǒng)等應用中的實時且持續(xù)的數(shù)據(jù)儲存，從而達到降低系統(tǒng)復雜度并提高數(shù)據(jù)完整性的目的,。
車規(guī)級FRAM是滿足汽車電子可靠性和無遲延要求的最佳存儲器選擇
據(jù)相關報道,，到2020年，預計全球將會有500億設備接入互聯(lián)網(wǎng),?！案皇客ㄡ槍ξ锫?lián)網(wǎng)應用的無線無電池的市場需求，研發(fā)了無線供電的低功耗嵌入式RFID創(chuàng)新性解決方案,。該方案省去了RFID電池供電的需求,，省去了MCU，讓產(chǎn)品開發(fā)周期更短,、開發(fā)更加容易,、成本更加低廉?！瘪T逸新說到,。基于FRAM的RFID有以下幾個特點：
一,、耐輻射性,，在強輻射的照射下數(shù)據(jù)仍然可以安全存儲;
二、低功耗和外部元器件供電,，在不穩(wěn)定電源或者不需要電源狀態(tài)下,，仍然可以實現(xiàn)高可靠的讀寫應用;
三、快速讀寫能力,，提高標簽的讀寫吞吐量提高效率,。還有，大容量可以滿足大量數(shù)據(jù)的存儲,，同等的讀寫距離使應用更方便,。
FRAM技術的優(yōu)勢結合RFID技術，我們相信富士通的無源解決方案將在物聯(lián)網(wǎng)的應用中擁有廣闊的市場。
FRAM在無線無源應用中創(chuàng)新
存儲“新生代”之NRAM,，與FRAM形成市場互補
“無論是從讀寫耐久性,、寫入的速度還是功耗來講，F(xiàn)RAM比傳統(tǒng)的Flash,、EEPROM等都更具有優(yōu)勢,，但是目前FRAM 成本比較高，一般的消費類產(chǎn)品還無法承擔,?！瘪T逸新在介紹NRAM時說。針對一般的消費類市場,，富士通與開發(fā)了NRAM? 專利技術的Nantero公司合作,，共同研發(fā)55nm CMOS技術的NRAM。
圖8. NRAM的優(yōu)勢
NRAM是一種基于CNT(Carbon,，NanoTubes,碳素納米管）的非易失性RAM,。BCC Research預計，全球NRAM市場將從2018年到2023年實現(xiàn)62.5%的復合年成長率(CAGR),，其中嵌入式系統(tǒng)市場預計將在2018年達到470萬美元,，到了2023年將成長至2.176億美元，CAGR高達115.3% ,。
為什么會有如此大的市場呢,？這要從NRAM 的7大特性說起
1）高速讀寫：速度接近于DRAM, 比NAND Flash快 100倍；
2）高讀寫耐久性：多于Flash1000倍以上的讀寫次數(shù),；
3）高可靠性：存儲信息能保持更長久（85℃時可達1千年,，300℃時可達10年）；
4）低功耗 : 待機模式時功耗幾乎為零,；
5）無線的可擴展性：未來生產(chǎn)工藝技術將低于5nm,；
6）與CMOS晶圓廠的親和力：因為只有CNT工藝可以放入CMOS工藝里，唯一需要增加的元素就是碳,，不必擔心材料的短缺和工廠的金屬污染,；
7）低成本：目前的生產(chǎn)成本約為DRAM一半,，隨著存儲密度的提高,，生產(chǎn)成本會越來越低。
“NRAM 不但可以做數(shù)據(jù)儲存也可以做程序儲存,，這一特性對消費類電子市場很有吸引力,。就競爭格局來說，NRAM在高溫操作,、數(shù)據(jù)保持,、高速讀寫上都比傳統(tǒng)存儲器更具優(yōu)勢，未來NRAM 有望替換大容量EEPROM （容量低于8Mb）和小容量NOR Flash （容量大于16Mb）,?！痹谡劦絅RAM的未來市場時,，馮逸新表示。
存儲“新生代”之ReRAM,，融合DRAM讀寫速度與SSD非易失性
ReRAM是一種新型阻變式的非易失性隨機存儲器,，通過向金屬氧化物薄膜施加脈沖電壓，產(chǎn)生大的電阻差值來存儲“0”和“1”,， 將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結合于一身,，同時具備更低的功耗及更快的讀寫速度。據(jù)馮逸新介紹,，富士通的第一代ReRAM產(chǎn)品已經(jīng)被應用在歐洲一部分助聽器中,。
與FRAM不一樣，ReRAM的規(guī)格更類似于EEPROM,，內(nèi)存容量比大,，但尺寸比EEPROM小。與EEPROM不同的是,，ReRAM最大的應用優(yōu)勢就是低功耗,、易于寫入。
1）易于寫入：寫入操作之前,，不需要擦除操作
2）低功耗：5MHz的讀出操作最大電流僅為0.5mA,，遠遠低于同樣條件的EEPROM（3mA@5MHz）.
ReRAM作為存儲器前沿技術，未來預期可以替代目前的FlashRAM,，并且具有成本更低,、性能更突出的優(yōu)勢。預期ReRAM高密度且低功耗的特性可使其大量運用在電池供電的穿戴式設備,、助聽器等醫(yī)療設備,，以及量表與傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設備。