近五年之內，一些新型的非易失性存儲器技術如FRAM、PRAM、ReRAM、MRAM不斷涌現(xiàn)，但達到出色市場量產業(yè)績的只有FRAM。那么現(xiàn)如今FRAM在中國的應用進展如何？在哪些更多的應用領域正在取代傳統(tǒng)的EEPROM、SRAM和閃存和閃存呢？
在日前于上海、北京、深圳三地巡回舉辦的2013富士通半導體MCU/FRAM鐵電存儲器技術研討會上，來自日本的華裔存儲器專家、富士通半導體系統(tǒng)存儲器事業(yè)部市場部產品高級經理馮逸新在演講開場白中即提到：“我16年前留學日本并一直工作生活在那里，這十幾年我深刻地感受到了中國經濟的巨大變化，比如中國已超過日本成為第二大經濟實體，不久將趕上美國，而中國也已成為日本的第一大經濟伙伴，中國也已成為富士通集團全球最大的市場，而富士通FRAM鐵電存儲器的最大市場也是在中國！”
圖1：富士通半導體2013 FRAM鐵電存儲器技術研討會現(xiàn)場。
有數據顯示，從1999截至2013年6月，富士通的FRAM鐵電存儲器產品累計交貨已達23億片，而具有非易失性、低功耗、高速燒寫 、高讀寫耐久性(一萬億次以上)、隨機存取等正是FRAM脫穎而出的競爭優(yōu)勢。
與傳統(tǒng)的非易失性存儲器如EEPROM相比，富士通FRAM的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在高速燒寫(40,000 倍)、高耐久性(1,000,000 倍)和低功耗(1/1,000 )等方面。高速燒寫可確保實時存儲，可幫助系統(tǒng)設計者解決實時存儲數據和幫助系統(tǒng)設計者解決了突然斷電數據丟失的問題；高耐久性的特點，可以實現(xiàn)頻繁記錄操作歷史和系統(tǒng)狀態(tài)；低功耗主要指寫入時不需要高電壓。這些優(yōu)勢使得FRAM越來越多地被需要高可靠性的應用領域所采用，比如計量儀表（三相電表以及水表、氣表等）、電力自動化、醫(yī)療器械及醫(yī)療電子標簽、汽車后裝設備、POS機/金融ATM機等等。
馮逸新在演講中表示：“FRAM從性能和實用性、量產經驗等幾個方面都是在新型非易性失存儲器領域占絕對優(yōu)勢地位的。當您在FRAM、MRAM、ReRAM、nvSRAM 、PRAM之間猶豫的時候，我非常自信地推薦大家采用FRAM。”
富士通FRAM的前世今生
很多人恐怕不知道，迄今為止富士通半導體與FRAM有著14年的淵源和供貨歷史！自1999年開始到2010年之前，作為當時排名前五大半導體公司的富士通半導體一直在為Fabless公司Ramtron(2012年被CYPRESS收購)做單體存儲器的量產晶圓代工。到了2010年雙方的合作因戰(zhàn)略方向變化而終止。2010年后，富士通半導體應用獨自開發(fā)的先進工藝技術繼續(xù)開發(fā),生產,并在全球全面推廣銷售FRAM單體存儲器直至現(xiàn)在。
“我們當時做了兩個戰(zhàn)略上的轉移：基于單體FRAM存儲器業(yè)務與Ramtron代工合作關系,我們?yōu)槿毡緡鴥纫恍┛蛻糸_發(fā)了一些256k、1M和2M存儲器產品，并沒有在全球推廣.。我們把業(yè)務重點放在為一些頂級的復印機廠商定制集成了FRAM的LSI上,這個產品是用以防止假冒墨盒的泛濫，這一塊占了我們當時業(yè)務的很大比例。與Ramtron代工合作結束后，富士通半導體就正式向全球推廣自己的FRAM產品, 短短三年內從當時的三種發(fā)展到現(xiàn)在的17種，這大多是根據中國市場的需求而開發(fā)的。目前中國市場的銷售額在全球FRAM業(yè)務銷售額中超過50%。”馮逸新介紹道。
由于控制著FRAM的整體開發(fā)和量產及組裝程序，加上多年的經驗，富士通半導體因而能始終保證FRAM產品的高質量和穩(wěn)定供應。富士通半導體還在低功耗制造工藝上不斷創(chuàng)新，進一步降低成本價格，實現(xiàn)大容量化。
至于具體的產品系列，下圖顯示了截至2013年5月富士通半導體FRAM單體存儲器的產品系列情況，可按接口類型分為三類：串行I2C接口、串行SPI和并行接口產品。采用串行接口的FRAM替代E2PROM或串行閃存，而采用并行接口的FRAM產品可以代替低功耗SRAM或Pseudo SRAM (PSRAM)。可以看到，該公司的FRAM覆蓋的容量從4Kb到4Mb，非常寬泛，并已在著手研發(fā)8Mb產品，逐步實現(xiàn)大容量化。
圖2：富士通半導體FRAM單體存儲器的產品系列。
“上圖中已大規(guī)模量產的產品有17種，這么多樣化的產品系列其開發(fā)動力主要來自中國市場的需求。我們在中國大陸推廣FRAM產品大概有4年，受到客戶的廣泛青睞。以FRAM在電表行業(yè)的應用為例，應該來說主流電表公司有80%是我們的客戶。未來我們還會根據客戶的需求，開發(fā)更大容量的產品，串行和并行產品都有這樣的計劃。”馮逸新透露。
他還提到，未來公司還會考慮在單體的FRAM產品中增加一些電路單元，如RTC、看門狗之類的功能，以滿足一些工業(yè)應用的需求，也增加了FRAM產品的賣點并給客戶帶來更多附加值，省去外部一些元件的成本，也可進一步提高系統(tǒng)可靠性。
除了獨立的FRAM產品，富士通半導體還可提供FRAM RFID解決方案，包括HF（高頻）和UHF（超高頻）兩種系列，特別適合滿足高可靠性電子標簽應用如醫(yī)用標簽的需求。FRAM除了之前提到的非易失性、高速寫入、高耐久性和低功耗的特性，還有一個優(yōu)點就是對一些X線、伽瑪射線環(huán)境‘免疫’，被照射后保存的數據不會受到影響，而EEPROM等傳統(tǒng)非易失性存儲器就不行了，若被伽瑪線、X線照射后數據就會丟失。因此FRAM RFID很適合經常需要用伽瑪線照射進行消毒的醫(yī)藥器械電子標簽應用，可很好實現(xiàn)倉儲、物流、病患資料數據的管理，造福于民。
向智能儀表、工業(yè)/電力自動化、汽車等多領域滲透
馮逸新在本次研討會上還介紹了富士通半導體FRAM的業(yè)務分布情況。從全球來看，除了智能電表、辦公設備、工業(yè)控制、游戲機等一貫優(yōu)勢的應用領域，他們還在快速向可再生能源、RFID醫(yī)療器具、助聽器、智能水/氣/熱表等新業(yè)務領域拓展。
在中國，其業(yè)務側重點在某些方面會有所不同。由于中國電網龐大并處于技術更新?lián)Q代的歷史時期，他們仍十分看好智能電表市場的后續(xù)潛力。“這個行業(yè)的空間遠遠超過我們的預期。產品更新?lián)Q代以及Tier-1電表廠商的帶動都將推動FRAM更大量地進一步替換傳統(tǒng)非易失性存儲器。” 馮逸新介紹說。
對于電力系統(tǒng)，除了電表，電力自動化設備包括斷電器，繼電器、繼電保護、配電設備等對FRAM的需求也呈增長態(tài)勢；而對工廠自動化領域如數控機床、電機控制、運動控制系統(tǒng)，富士通半導體在中國市場也看到商機，積極跟進。
再者，除了前文提到的醫(yī)療器械，馮還特別提及了汽車后裝市場如汽車音響、安全氣囊、行車記錄儀、GPS等設備都是FRAM的用武之地，高可靠等存儲重要數據。另外像新能源汽車中的電池管理系統(tǒng)也需要FRAM來進行安全數據的管理。“在中國大陸，已有不少相關業(yè)內領先的供應商和新能源汽車廠商開始用我們的FRAM。”他透露。
最后，他還提到POS和金融ATM、綠色能源（太陽能和風能逆變器）等應用對FRAM的需求在中國市場也都在逐步起來。