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FRAM邁向主流記憶體之漫漫長路…

上網時間: 2015年05月20日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:FRAM  鐵電記憶體  非揮發性記憶體  DRAM  工業 

鐵電記憶體(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記憶體技術一樣,並沒有如預期般迅速崛起。FRAM的內部運作原理類似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生,」半導體產業分析師Jim Handy (來自Objective Analysis)在Cypress收購FRAM供應商Ramtron時表示:「該技術總是比生產傳統記憶體更昂貴。」自1980年代晚期,FRAM開發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、開發中的非揮發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)。

儘管一路顛簸,FRAM目前已經商業化量產,有適合多種應用的不同產品線。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。」

如同所有的記憶體技術,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,這種結構提高了FRAM元件的製造成本。

市場對FRAM確實有一些需求;根據Research and Markets 約一年前發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%的複合平均年成長率(CAGR),其低功耗特性是推動市場成長的關鍵力量。

FRAM供應商包括現在歸屬於Cypress的Ramtrom、德州儀器(TI)以及富士通半導體(Fujitsu),各家業者都擴大了在FRAM硬體與軟體方面的研發投資,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年底最新發表的FRAM產品MB85RDP16LX是一款超低功耗元件,整合了二進位功能,能對節省能源有所貢獻;該公司新產品鎖定的目標市場是工業自動化應用,包括旋轉編碼器(rotary encoders)、馬達控制器以及感測器。為符合工業自動化市場需求,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;該公司不久前發表了一系列4Mb串列式FRAM,根據Cypress非揮發性產品部門副總裁Rainer Hoehler表示,新產品的目標應用是針對需要連續、頻繁高速資料讀寫,而且對安全性敏感的應用,包括工業控制與自動化、工業讀表、多功能印表機、量測設備,以及醫療用可穿戴式裝置。

Hoehler指出,上述系統需要高密度、高可靠性、高耐久性以及省電的非揮發性記憶體,其他非揮發性技術如EEPROM與MRAM,性能皆無法與FRAM匹敵;他表示,FRAM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,FRAM與許多記憶體技術一樣,面臨「雞生蛋還是蛋生雞」的難題,更大的市場需求量才能讓製造成本降低,但是若要激勵需求,需要更低價格的FRAM。但儘管面臨這些挑戰,他認為仍有一個可行的市場,讓供應商們能專注於開發FRAM的各種應用。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: FRAM's Slow, Unending Journey to Dominance,by Gary Hilson)





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