存储器新技术：FeRAM的高可靠性和无延迟

芝能汽车 · 公众号 · 汽车 · 2024-11-10 08:18

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芝能智芯出品

近年来，随着数据存储需求的不断增长，存储技术的革新也在加速发展。特别是在高可靠性和实时性方面，传统的存储器如NOR Flash、NAND Flash、DRAM等存在一定局限性，而FeRAM（铁电随机存储器）凭借高可靠性和无延迟的特性，成为众多行业的关注焦点。

在第12届中国硬科技产业链创新趋势峰会上，RAMXEED（原富士通半导体）总经理冯逸新详细介绍了FeRAM在不同领域的创新应用，为业内人士展示了这项技术的巨大潜力。

FeRAM的技术优势：

填补传统存储器的不足

FeRAM与传统存储器在数据写入方式、功耗、读写速度及读写耐久性上均有显著差异，这使得FeRAM在一些特殊应用场景中拥有独特优势。

冯逸新在演讲中指出，FeRAM的主要优势体现在以下几个方面：

● 高速读写：FeRAM能够实现纳秒级的数据读写速度，这在需要快速存取数据的应用中极为关键。例如，在智能电网或工业自动化控制中，数据存储的延迟可能导致系统反应滞后，而FeRAM的高读写速度确保了数据的及时传输。

● 高耐久性：FeRAM具有超高的写入耐久性，读写次数达到1013到1014次，几乎可视为无限次写入。这种特性在需要频繁读写操作的场景中尤为重要，如智能电表和计量系统，这些应用需要确保数据记录的长效稳定。

● 低功耗：FeRAM的能耗远低于传统存储器，在需要节能的场合尤其适合。相比EEPROM和NOR Flash等存储器，FeRAM的功耗优势在助听器等低功耗设备中得到了良好体现。

● 覆盖写入：传统的存储器在写入数据之前通常需要进行擦除操作，而FeRAM则可直接覆盖写入数据，减少了数据处理步骤，并进一步提升了效率。

FeRAM在多种领域的应用前景广阔。

冯逸新指出，这项技术已经在汽车电子、智能电网、工业自动化、医疗设备和通讯等行业获得了实际应用，涵盖从高温、高速的需求到节能、低功耗的要求，展现了FeRAM的高度适应性。

● 在智能电网中，FeRAM可用于发电、送电、变电及用电相关设备中，确保电力数据的实时记录和高可靠性。随着智能电网的发展，FeRAM的高耐久性和低功耗特性使其成为智能电表和光伏发电设备的理想选择。

● 汽车电子系统需要具备高温耐受性和快速响应能力，FeRAM的高可靠性和高温耐受性（达到125°C）满足了这一需求。在新能源汽车管理系统、TBOX、行车记录仪等应用中，FeRAM提供了无延迟的数据存储方案，确保了行车数据的实时记录和读取。

● 在工业自动化领域，FeRAM应用广泛，包括工厂自动化控制系统、编码器、数控机床等设备。磁式旋转编码器是其中典型应用之一，传统编码器内需使用电池，但FeRAM的超低功耗和高耐久性，能实现无电池的旋转编码器应用，这在节能和环保方面尤为重要。

● FeRAM在医疗设备中的应用涵盖呼吸机、病房监护仪（PMS）、CT扫描仪等。与传统存储器相比，FeRAM可确保患者数据的稳定存储，并在掉电情况下仍能保持数据完整。此外，FeRAM的高耐久性和低功耗特性适用于助听器等需长期使用、低功耗的设备。

● 随着5G通信的普及，基站和中继设备对存储器的速度和可靠性要求日益提高。FeRAM以其高速读写能力和高耐久性成为5G基站存储的理想选择。此外，FeRAM在高速数据传输中的稳定性进一步增强了其在通信领域的竞争力。

● 在云计算领域，FeRAM在RAID控制卡中的应用逐步扩大。RAID控制卡需要支持高频次的读写操作，以保证服务器的稳定性和数据安全。FeRAM的无延迟特性使其在数据存储方面具备较高竞争力，能够满足云计算环境中的高效数据管理需求。

FeRAM的市场竞争力

FeRAM作为一种新型非易失性存储器，与EEPROM、NOR Flash、MRAM等存储器产品形成了竞争关系。

冯逸新提到，尽管FeRAM在存储市场的占比不大，但在一些利基市场（Niche Market）中，FeRAM展示了不可替代的优势，尤其是在高频次读写和低功耗需求明显的场景中表现卓越。

EEPROM在非易失性存储器市场占有一定地位，但其写入次数有限，通常在百万级，而FeRAM则可支持万亿级的写入次数。

高耐久性的FeRAM在电网、表计和医疗监控等场景中具备较大优势。此外，FeRAM的写入速度也远超EEPROM，满足了更高的实时性需求。

MRAM是一种基于磁性材料的存储器，与FeRAM相比，MRAM的速度更快、功耗更低，适用于对实时性要求极高的场景。然而，MRAM易受外界磁场影响，且相对FeRAM在抗环境干扰和数据持久性方面稍显不足。因此，在工业自动化和汽车电子领域，FeRAM的可靠性和耐用性得到了更多青睐。

NAND和NOR Flash是市场中最主要的两种存储器，但二者的写入速度和读写耐久性相对较低，且NOR Flash需进行擦除操作。FeRAM凭借其快速覆盖写入、低功耗和高耐久性，逐渐在一些特定场景中替代NOR Flash。

冯逸新表示，RAMXEED（原富士通半导体）将继续深耕FeRAM市场，通过创新推动FeRAM在新兴市场中的渗透。同时，公司还在积极研发新型ReRAM，旨在提供更高容量、更低功耗的非易失性存储器，未来有望替代一部分NOR Flash的市场份额。

ReRAM的优势在于尺寸更小、功耗更低，适用于助听器等设备，这将进一步拓展RAMXEED在医疗设备市场的占有率。

随着智能电网、工业自动化、汽车电子等应用领域的快速发展，FeRAM的市场需求将持续增长。特别是在智慧城市、智能交通和工业物联网（IIoT）等新兴领域，FeRAM的高耐久性和低功耗优势使其成为理想的存储解决方案。

此外，RAMXEED也计划拓展FeRAM在可穿戴设备和家庭自动化中的应用，进一步提升其市场渗透率。

FeRAM作为一种新型的非易失性存储器，以其高耐久性、低功耗和高可靠性，正在引领存储器市场的技术革新。

通过创新，RAMXEED推动FeRAM在各行各业中找到合适的应用场景，为高温、高速、低功耗等不同需求提供了可靠的存储解决方案。同时，ReRAM的开发和量产也为RAMXEED带来了新的市场机会。

未来，随着应用场景的扩大和市场需求的增长，FeRAM有望在智能电网、工业自动化、医疗设备等领域继续发挥关键作用，引领存储技术的未来发展方向。

小结

RAMXEED致力于不断优化FeRAM和ReRAM技术，通过技术积累和市场拓展，进一步巩固其在全球存储器市场中的领导地位。

在市场需求不断变化的今天，FeRAM的高效、可靠性及灵活的适应性，将为新一代电子设备的设计带来更多创新可能。