近五年之内，一些新型的非易失性存储器技术如FRAM、PRAM、ReRAM、MRAM不断涌现，但达到出色市场量产业绩的只有 FRAM。那么现如今FRAM在中国的应用进展如何？在哪些更多的应用领域正在取代传统的EEPROM、SRAM和闪存和闪存呢？

 

在日前于上海、北京、深圳三地巡回举办的2013富士通半导体MCU/FRAM铁电存储器技术研讨会上，来自日本的华裔存储器专家、富士通半导体系统存储器事业部市场部产品高级经理冯逸新在演讲开场白中即提到：“我16年前留学日本并一直工作生活在那里，这十几年我深刻地感受到了中国经济的巨大变化，比如中国已超过日本成为第二大经济实体，不久将赶上美国，而中国也已成为日本的第一大经济伙伴，中国也已成为富士通集团全球最大的市场，而富士通FRAM铁电存储器的最大市场也是在中国！”

图1：富士通半导体2013 FRAM铁电存储器技术研讨会现场。

 

有数据显示，从1999截至2013年6月，富士通的FRAM铁电存储器产品累计交货已达23亿片，而具有非易失性、低功耗 、高速烧写 、高读写耐久性(一万亿次以上)、随机存取等正是FRAM脱颖而出的竞争优势。

 

与传统的非易失性存储器如EEPROM相比，富士通FRAM的优势主要体现在高速烧写(40,000 倍)、高耐久性(1,000,000 倍 )和低功耗(1/1,000 )等方面。高速烧写可确保实时存储，可帮助系统设计者解决实时存储数据和帮助系统设计者解决了突然断电数据丢失的问题；高耐久性的特点，可以实现频繁记录操作历史和系统状态；低功耗主要指写入时不需要高电压。 这些优势使得FRAM越来越多地被需要高可靠性的应用领域所采用，比如计量仪表（三相电表以及水表、气表等）、电力自动化、医疗器械及医疗电子标签、汽车后装设备、POS机/金融ATM机等等。

 

冯逸新在演讲中表示：“FRAM从性能和实用性、量产经验等几个方面都是在新型非易性失存储器领域占绝对优势地位的。当您在FRAM、MRAM、ReRAM、nvSRAM 、PRAM之间犹豫的时候，我非常自信地推荐大家采用FRAM。”

 

富士通FRAM的前世今生

很多人恐怕不知道，迄今为止富士通半导体与FRAM有着14年的渊源和供货历史！自1999年开始到2010年之前，作为当时排名前五大半导体公司的富士通半导体一直在为Fabless公司Ramtron(2012年被CYPRESS收购)做单体存储器的量产晶圆代工。到了2010年双方的合作因战略方向变化而终止。2010年后，富士通半导体应用独自开发的先进工艺技术继续开发,生产,并在全球全面推广销售FRAM单体存储器直至现在。

 

“我们当时做了两个战略上的转移：基于单体FRAM存储器业务与Ramtron代工合作关系,我们为日本国内一些客户开发了一些256k、1M和2M存储器产品，并没有在全球推广.。我们把业务重点放在为一些顶级的复印机厂商定制集成了FRAM的LSI上,这个产品是用以防止假冒墨盒的泛滥，这一块占了我们当时业务的很大比例。与Ramtron代工合作结束后，富士通半导体就正式向全球推广自己的FRAM产品, 短短三年内从当时的三种发展到现在的17种，这大多是根据中国市场的需求而开发的。目前中国市场的销售额在全球FRAM业务销售额中超过50%。”冯逸新介绍道。

 

由于控制着FRAM的整体开发和量产及组装程序，加上多年的经验，富士通半导体因而能始终保证FRAM产品的高质量和稳定供应。富士通半导体还在低功耗制造工艺上不断创新，进一步降低成本价格，实现大容量化。

 

至于具体的产品系列，下图显示了截至2013年5月富士通半导体FRAM单体存储器的产品系列情况，可按接口类型分为三类：串行I2C接口、串行SPI和并行接口产品。采用串行接口的FRAM替代E2PROM或串行闪存，而采用并行接口的FRAM产品可以代替低功耗SRAM或Pseudo SRAM (PSRAM)。可以看到，该公司的FRAM覆盖的容量从4Kb到4Mb，非常宽泛，并已在着手研发8Mb产品，逐步实现大容量化。

图2：富士通半导体FRAM单体存储器的产品系列。

 

“上图中已大规模量产的产品有17种，这么多样化的产品系列其开发动力主要来自中国市场的需求。我们在中国大陆推广FRAM产品大概有4年，受到客户的广泛青睐。以FRAM在电表行业的应用为例，应该来说主流电表公司有80%是我们的客户。未来我们还会根据客户的需求，开发更大容量的产品，串行和并行产品都有这样的计划。” 冯逸新透露。

 

他还提到，未来公司还会考虑在单体的FRAM产品中增加一些电路单元，如RTC、看门狗之类的功能，以满足一些工业应用的需求，也增加了FRAM产品的卖点并给客户带来更多附加值，省去外部一些元件的成本，也可进一步提高系统可靠性。

 

除了独立的FRAM产品，富士通半导体还可提供FRAM RFID解决方案，包括HF（高频）和UHF（超高频）两种系列，特别适合满足高可靠性电子标签应用如医用标签的需求。FRAM除了之前提到的非易失性、高速写入、高耐久性和低功耗的特性，还有一个优点就是对一些X线、伽玛射线环境‘免疫’，被照射后保存的数据不会受到影响，而EEPROM等传统非易失性存储器就不行了，若被伽玛线、X线照射后数据就会丢失。因此FRAM RFID很适合经常需要用伽玛线照射进行消毒的医药器械电子标签应用，可很好实现仓储、物流、病患资料数据的管理，造福于民。

 

向智能仪表、工业/电力自动化、汽车等多领域渗透

冯逸新在本次研讨会上还介绍了富士通半导体FRAM的业务分布情况。从全球来看，除了智能电表、办公设备、工业控制、游戏机等一贯优势的应用领域，他们还在快速向可再生能源、RFID医疗器具、助听器、智能水/气/热表等新业务领域拓展。

 

在中国，其业务侧重点在某些方面会有所不同。由于中国电网庞大并处于技术更新换代的历史时期，他们仍十分看好智能电表市场的后续潜力。“这个行业的空间远远超过我们的预期。产品更新换代以及Tier-1电表厂商的带动都将推动FRAM更大量地进一步替换传统非易失性存储器。” 冯逸新介绍说。

 

对于电力系统，除了电表，电力自动化设备包括断电器，继电器、继电保护、配电设备等对FRAM的需求也呈增长态势；而对工厂自动化领域如数控机床、电机控制、运动控制系统，富士通半导体在中国市场也看到商机，积极跟进。

 

再者，除了前文提到的医疗器械，冯还特别提及了汽车后装市场如汽车音响、安全气囊、行车记录仪、GPS等设备都是FRAM的用武之地，高可靠等存储重要数据。另外像新能源汽车中的电池管理系统也需要FRAM来进行安全数据的管理。“在中国大陆，已有不少相关业内领先的供应商和新能源汽车厂商开始用我们的FRAM。”他透露。

 

最后，他还提到POS和金融ATM、绿色能源（太阳能和风能逆变器）等应用对FRAM的需求在中国市场也都在逐步起来。