富士通：FRAM、ReRAM、NRAM通通跳到我碗里

在內存大漲讓三星東芝美光賺到盆滿缽滿時，中國的紫光國芯也在奮起直追，誓要把中國與國外的內存技術的差距縮小來。無奈一是內存拼的是工藝和製造技術，先發優勢太明顯，要追趕也非易事。希望中國本土企業早日在消費類最大的晶元銷售的市場，早日圓夢。

在一些特殊要求的電子產品領域，例如無限次的擦寫次數、極快的讀寫速度或是極惡劣的溫度環境下也不丟數據、存儲可靠性極度高的特殊產品應用中，哪怕是三星再先進的堆疊技術的快閃記憶體，恐怕也不能滿足客戶的要求。這裡指的就是FRAM鐵電存儲器、以及最新發明問世的ReRAM和NRAM存儲器。這些存儲器能夠滿足上述的要求，但對於產能設備的要求並不高，只是由於單位存儲單元的價格高，不可能與NANDNORSRAM直接競爭。

目前為止，富士通是極少數掌握了這三種存儲技術的公司之一。富士通電子元器件產品管理部總監馮逸新在第七屆EEVIA年度中國ICT媒體論壇暨2018產業和技術展望研討會上，就向電子工程專輯等專業媒體，介紹了這三種存儲技術以及該公司已經量產的產品規格。

圖：富士通電子元器件產品管理部總監馮逸新

富士通電子元器件產品管理部總監馮逸新表示，FUJITSU即富士通公司在近20多年當中發生了多次整合，尤其是近幾年半導體行業變化很大，從過去的日本十大高科技公司之一轉型為像IBM這樣的公司，專做技術解決方案，做一些泛在產品解決方案，這兩塊加起來大概佔了整個銷售額90%。今天談的是後面的半導體及電子元器件，佔了11%，後面有一家公司是富士通半導體株式會社，這家公司在金融危機2008年之後從富士通總公司分出來，我本人2004年加入富士通株式會社，到現在有十三四年。

富士通的FRAM

存儲器業務，一個是系統集成LSI產品的開發，還有晶圓代工、市場營銷和策略問題。存儲器這塊是FRAM，FRAM學術的名字叫做FERAM，一般我們在公司內部叫FRAM。還有ReRAM，其實是可變電阻式的東西，底下是NRAM，正在開發目前最高端的東西，量產在2020年，一會兒給大家介紹。FRAM主要是三個產品，一個是通用存儲器，高端的FA還有汽車電子，底下的FRAM內置的晶元，一般RFID晶元主要是用EEPROM的內存，比如說像NXP做的比較多一些，富士通用FRAM替代了。還有就是FRAM內置嵌入式驗證IC，比如說印表機耗材與印表機里採用到的。

上圖是各種存儲器的特點介紹，以及富士通的產品定位。

富士通主要提供FRAM、FRAM、ReRAM三種。

FRAM有三大優勢，一是高讀寫入耐久性，寫的次數比較多。二是高速寫入，因為寫入可以跟納米秒的速度相比。三是低功耗。其實一般在NOR Flash寫和擦的時候需要一個升降電路，那麼FRAM不需要，所以是低功耗。

所謂的耐久性是什麼樣的概念呢？富士通電子元器件產品管理部總監馮逸新介紹說，假設條件寫入頻率是1秒/次，其實在FRAM最多用的是三項電錶，國家規定是一秒寫一次重要數據，一秒寫一次，一般產品的壽命是十年的話，在十年當中寫入耐久性大概需要3.2億次，我們做比較，EEPROM滿足不了，flash滿足不了，但是EEPROM和flash還在被用，因為這需要用EEPROM Flash系統的話需要軟體工程師下一些工夫。比如做損耗品種技術，也可以做，但是從整體上，成本會增加，總體來講並不見得是可取之處。

高速寫入，這是一個簡單的東西，FRAM的速度大概僅僅是，寫入一個數據的時間僅僅是EEPROM的1/3000，如果一個系統用一個主控加一個硬memory的話，發生掉電的時候，肯定FRAM是沒有問題的，因為它的速度很快，EEPROM肯定要數據丟失，EEPROM還在用，為什麼能用呢？主要是加了大電容，或者是加了電池，因為下電的時候，寫入數據需要時間，需要維持電壓，加一個大電容等於電池，這樣不但增加了設計線路板的面積，也有成本的增加，沒有FRAM那麼簡單。功耗的問題，同樣寫入64byte的數據，FRAM的功耗僅僅是EEPROM的1/100，這樣功耗越低，電池的使用壽命就越長，在汽車的胎壓檢測裡面一般用電池，電池更換方便，需要電池壽命更長，用FRAM可能是比較理想的的了。

先總結一下就是，無論是讀寫耐久性也好、寫的速度、寫得速度和功耗來講，FRAM比傳統的MRAM、EEPROM有很多優勢，但是FRAM很貴。

補充一張富士通FRAM產品線的說明圖。工程師一眼就看懂，就不再贅述。

富士通的ReRAM

ReRAM是富士通和松下合作的產品。松下負責製造，一部分REROM他們自己做，FRAM我們做，它是通過一些化學氧化反應，使裡邊電阻最高、最低值兩個來定點計數據。第一代產品已經出來了，主要用在助聽器，像歐洲，像很多大公司助聽器放在耳朵裡面。

ReRAM的主要特點，它是阻變式的東西，FRAM不一樣，規格類似於EEPROM，內存容量比較大一些，核心尺寸比EEPROM小一點。應用優勢，最大一點是低功耗易於寫入操作，歐洲的一些大的助聽器對這塊要求比較多一些。

ReRAM的產品路線圖。

上圖是ReRAM的產品特點總結。

目前4Mbit的中密度產品線已經量產，更高的密度還要晚一兩年。馮逸新表示，未來富士通要把它做的更小，小到現在的1/4。目標應用是可穿戴設備，例如助聽器做。

富士通的NRAM

NRAM是一個新的東西，這是馮逸新第一次跟媒體談到這個產品。N是納米管的一個東西，發明這個技術的是美國的叫Nantero，公司在波士頓，在加利福尼亞有一個研發中心。富士通把IP買過來之後開發新的產品，它也是通過納米管范德華力接觸，接觸之後電流凝固這個時候電阻是最低的，反作用力讓它分開，電阻是最大的這麼一個東西，就這麼一個工作原理。

NRAM有什麼技術特點呢？馮逸新介紹說，一是讀寫的速度比較快，讀寫耐久性比NOR Flash高於1000倍。其次是高可靠性，一般80度可以存儲數據達到1000年，一般300度時可達10年。存儲溫度比較高。第三是低功耗，待機模式的功耗接近於零。還有無限的擴張性，因為這個可以做的更小，FRAM突破不了100個納米，一般NOR Flash做到十幾個納米，EEPROM做到60多個納米，NRAM做的更小一些，未來的擴展空間比較大。

簡單做一個總結。總體來說，MRAM在高溫操作、數據保持、高速書寫上面比傳統的memory更好一些。它的寫入次數比NOR Flash更好一些。可以進入NOR Flash未來。

談到NRAM的產品路線圖，這是一款未來的產品。預計在2020年富士通可以做出來，因為現在很多客戶看到這樣非常感興趣。他解釋說，NRAM帶來什麼樣的價值？它可以應用在任何系統，不但可以做數據存儲，也可以做程序存儲。這個是很方便。可以實現即開即用。比如不關電腦，用的時候打開。還有高溫環境，FRAM做到120多度，未來NRAM它可以做到150多度。這樣可以應用在發動機周邊的電子產品上。

本文為《電子工程專輯》原創，版權所有，謝絕轉載

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