次世代記憶體換當家？關(guān)于新當家的那點(diǎn)事

據韓媒BusinessKorea報導，IBM 和三星在電機電子工程師學(xué)會(huì )（IEEE）發(fā)布研究論文宣稱(chēng)，兩家公司攜手研發(fā)的STT-MRAM 的生產(chǎn)技術(shù)，成功實(shí)現10 奈秒（nanosecond）的傳輸速度和超省電架構，理論上表現超越DRAM。韓國半導體業(yè)者指出，16納米將是DRAM微縮制程的最后極限，包括FRAM在內的多種次世代存儲（其它包括MRAM）備受期待。（本文引用自“電子發(fā)燒友網(wǎng)”報道，有刪節）

什么是FRAM

FRAM（鐵電隨機存取存儲器）采用鐵電質(zhì)膜用作電容器來(lái)存儲數據，具有ROM（只讀存儲器）和RAM（隨機存取器）的特點(diǎn)，在高速讀寫(xiě)入、高讀寫(xiě)耐久性、低功耗和防竄改方面具有優(yōu)勢。

存儲器分類(lèi)中的FRAM

鐵電存儲器工作原理

當一個(gè)電場(chǎng)被加到鐵電晶體時(shí)，中心原子順著(zhù)電場(chǎng)的方向在晶體里移動(dòng)。當原子移動(dòng)時(shí)，它通過(guò)一個(gè)能量壁壘，從而引起電荷擊穿。內部電路感應到電荷擊穿并設置存儲器。移去電場(chǎng)后，中心原子保持不動(dòng)，存儲器的狀態(tài)也得以保存。

PZT晶體結構和FRAM工作原理

上圖表解釋了PZT晶體結構，這種結構通常用作典型的鐵電質(zhì)材料。在點(diǎn)陣中具有鋯和鈦，作為兩個(gè)穩定點(diǎn)。它們可以根據外部電場(chǎng)在兩個(gè)點(diǎn)之間移動(dòng)。一旦位置設定，即使在出現電場(chǎng)，它也將不會(huì )再有任何移動(dòng)。頂部和底部的電極安排了一個(gè)電容器。那么，電容器劃分了底部電極電壓和極化，超越了磁滯回線(xiàn)。數據以“1”或“0”的形式存儲。

相比之下，鐵電電容的漏電流沒(méi)有EEPROM、FLASH之類(lèi)的傳統非易失性存儲器那么重要，因為FeRAM的信息存儲是由極化來(lái)實(shí)現的，而不是自由電子。

與傳統存儲器相比，FRAM具有下列優(yōu)勢

· 非易失性

- 即使沒(méi)有上電，也可以保存所存儲的信息。

- 與SRAM相比，無(wú)需后備電池（環(huán)保產(chǎn)品）

· 更高速度寫(xiě)入

- 像SRAM一樣，可覆蓋寫(xiě)入不要求改寫(xiě)命令

- 對于擦/寫(xiě)操作，無(wú)等待時(shí)間

寫(xiě)入循環(huán)時(shí)間 =讀取循環(huán)時(shí)間

寫(xiě)入時(shí)間： E2PROM的1/30，000

· 具有更高的讀寫(xiě)耐久性

- 確保最大1012次循環(huán)（100萬(wàn)億循環(huán)）/位的耐久力

耐久性：超過(guò)100萬(wàn)次的 E2PROM

· 具有更低的功耗

- 不要求采用充電泵電路

功耗：低于1/400的E2PROM

與其它存儲器產(chǎn)品相比，FRAM的特性

*1） T=晶體管。 C=電容器

*2） 256Kb獨立的FRAM存儲器的技術(shù)規格

*3） 讀寫(xiě)操作的總循環(huán)