富士通：FRAM、ReRAM、NRAM通通跳到我碗里

shuszhao

在一些特殊要求的电子产品领域，例如无限次的擦写次数、极快的读写速度或是极恶劣的温度环境下也不丢数据、存储可靠性极度高的特殊产品应用中，哪怕是三星再先进的堆叠技术的闪存，恐怕也不能满足客户的要求。
在内存大涨让三星东芝美光赚到盆满钵满时，中国的紫光国芯也在奋起直追，誓要把中国与国外的内存技术的差距缩小来。无奈一是内存拼的是工艺和制造技术，先发优势太明显，要追赶也非易事。希望中国本土企业早日在消费类最大的芯片销售的市场，早日圆梦。
在一些特殊要求的电子产品领域，例如无限次的擦写次数、极快的读写速度或是极恶劣的温度环境下也不丢数据、存储可靠性极度高的特殊产品应用中，哪怕是三星再先进的堆叠技术的闪存，恐怕也不能满足客户的要求。这里指的就是FRAM铁电存储器、以及最新发明问世的ReRAM和NRAM存储器。这些存储器能够满足上述的要求，但对于产能设备的要求并不高，只是由于单位存储单元的价格高，不可能与NAND\NOR\SRAM直接竞争。
目前为止，富士通是极少数掌握了这三种存储技术的公司之一。富士通电子元器件产品管理部总监冯逸新在第七届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2018产业和技术展望研讨会上，就向电子工程专辑等专业媒体，介绍了这三种存储技术以及该公司已经量产的产品规格。
图：富士通电子元器件产品管理部总监冯逸新
富士通电子元器件产品管理部总监冯逸新表示，FUJITSU即富士通公司在近20多年当中发生了多次整合，尤其是近几年半导体行业变化很大，从过去的日本十大高科技公司之一转型为像IBM这样的公司，专做技术解决方案，做一些泛在产品解决方案，这两块加起来大概占了整个销售额90%。今天谈的是后面的半导体及电子元器件，占了11%，后面有一家公司是富士通半导体株式会社，这家公司在金融危机2008年之后从富士通总公司分出来，我本人2004年加入富士通株式会社，到现在有十三四年。
富士通的FRAM

存储器业务，一个是系统集成LSI产品的开发，还有晶圆代工、市场营销和策略问题。存储器这块是FRAM，FRAM学术的名字叫做FERAM，一般我们在公司内部叫FRAM。还有ReRAM，其实是可变电阻式的东西，底下是NRAM，正在开发目前最高端的东西，量产在2020年，一会儿给大家介绍。FRAM主要是三个产品，一个是通用存储器，高端的FA还有汽车电子，底下的FRAM内置的芯片，一般RFID芯片主要是用EEPROM的内存，比如说像NXP做的比较多一些，富士通用FRAM替代了。还有就是FRAM内置嵌入式验证IC，比如说打印机耗材与打印机里采用到的。

上图是各种存储器的特点介绍，以及富士通的产品定位。

富士通主要提供FRAM、FRAM、ReRAM三种。

FRAM有三大优势，一是高读写入耐久性，写的次数比较多。二是高速写入，因为写入可以跟纳米秒的速度相比。三是低功耗。其实一般在NOR Flash写和擦的时候需要一个升降电路，那么FRAM不需要，所以是低功耗。

所谓的耐久性是什么样的概念呢？富士通电子元器件产品管理部总监冯逸新介绍说，假设条件写入频率是1秒/次，其实在FRAM最多用的是三项电表，国家规定是一秒写一次重要数据，一秒写一次，一般产品的寿命是十年的话，在十年当中写入耐久性大概需要3.2亿次，我们做比较，EEPROM满足不了，flash满足不了，但是EEPROM和flash还在被用，因为这需要用EEPROM Flash系统的话需要软件工程师下一些工夫。比如做损耗品种技术，也可以做，但是从整体上，成本会增加，总体来讲并不见得是可取之处。

高速写入，这是一个简单的东西，FRAM的速度大概仅仅是，写入一个数据的时间仅仅是EEPROM的1/3000，如果一个系统用一个主控加一个硬memory的话，发生掉电的时候，肯定FRAM是没有问题的，因为它的速度很快，EEPROM肯定要数据丢失，EEPROM还在用，为什么能用呢？主要是加了大电容，或者是加了电池，因为下电的时候，写入数据需要时间，需要维持电压，加一个大电容等于电池，这样不但增加了设计线路板的面积，也有成本的增加，没有FRAM那么简单。功耗的问题，同样写入64byte的数据，FRAM的功耗仅仅是EEPROM的1/100，这样功耗越低，电池的使用寿命就越长，在汽车的胎压检测里面一般用电池，电池更换方便，需要电池寿命更长，用FRAM可能是比较理想的的了。


先总结一下就是，无论是读写耐久性也好、写的速度、写得速度和功耗来讲，FRAM比传统的MRAM、EEPROM有很多优势，但是FRAM很贵。

补充一张富士通FRAM产品线的说明图。工程师一眼就看懂，就不再赘述。
富士通的ReRAM

ReRAM是富士通和松下合作的产品。松下负责制造，一部分REROM他们自己做，FRAM我们做，它是通过一些化学氧化反应，使里边电阻最高、最低值两个来定点计数据。第一代产品已经出来了，主要用在助听器，像欧洲，像很多大公司助听器放在耳朵里面。
ReRAM的主要特点，它是阻变式的东西，FRAM不一样，规格类似于EEPROM，内存容量比较大一些，核心尺寸比EEPROM小一点。应用优势，最大一点是低功耗易于写入操作，欧洲的一些大的助听器对这块要求比较多一些。

ReRAM的产品路线图。

上图是ReRAM的产品特点总结。

目前4Mbit的中密度产品线已经量产，更高的密度还要晚一两年。冯逸新表示，未来富士通要把它做的更小，小到现在的1/4。目标应用是可穿戴设备，例如助听器做。
富士通的NRAM

NRAM是一个新的东西，这是冯逸新第一次跟媒体谈到这个产品。N是纳米管的一个东西，发明这个技术的是美国的叫Nantero，公司在波士顿，在加利福尼亚有一个研发中心。富士通把IP买过来之后开发新的产品，它也是通过纳米管范德华力接触，接触之后电流凝固这个时候电阻是最低的，反作用力让它分开，电阻是最大的这么一个东西，就这么一个工作原理。

NRAM有什么技术特点呢？冯逸新介绍说，一是读写的速度比较快，读写耐久性比NOR Flash高于1000倍。其次是高可靠性，一般80度可以存储数据达到1000年，一般300度时可达10年。存储温度比较高。第三是低功耗，待机模式的功耗接近于零。还有无限的扩张性，因为这个可以做的更小，FRAM突破不了100个纳米，一般NOR Flash做到十几个纳米，EEPROM做到60多个纳米，NRAM做的更小一些，未来的扩展空间比较大。

简单做一个总结。总体来说，MRAM在高温操作、数据保持、高速书写上面比传统的memory更好一些。它的写入次数比NOR Flash更好一些。可以进入NOR Flash未来。
谈到NRAM的产品路线图，这是一款未来的产品。预计在2020年富士通可以做出来，因为现在很多客户看到这样非常感兴趣。他解释说，NRAM带来什么样的价值？它可以应用在任何系统，不但可以做数据存储，也可以做程序存储。这个是很方便。可以实现即开即用。比如不关电脑，用的时候打开。还有高温环境，FRAM做到120多度，未来NRAM它可以做到150多度。这样可以应用在发动机周边的电子产品上。

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