存儲領(lǐng)域叢林法則下，富士通用20年的專(zhuān)注演繹另類(lèi)崛起

　　市場(chǎng)經(jīng)濟下每一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的競爭都是一場(chǎng)叢林法則的生動(dòng)演繹。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和大數據等新興應用的爆發(fā)增長(cháng)，存儲器領(lǐng)域的叢林法則年年都在上演“生動(dòng)”的故事。不過(guò)，在存儲領(lǐng)域卻有一種技術(shù)過(guò)著(zhù)一種與“主流”無(wú)爭的日子，在嵌入式系統關(guān)鍵數據存儲領(lǐng)域默默耕耘二十年，憑借高讀寫(xiě)耐久性、高速寫(xiě)入和超低功耗的獨特特質(zhì)，近年來(lái)在Kbit和Mbit級小規模數據存儲領(lǐng)域開(kāi)始風(fēng)生水起，在各種應用領(lǐng)域頻頻“露臉”并大有斬獲，這就是鐵電存儲器FRAM。

　　FRAM的非易失性對于當時(shí)業(yè)界可以說(shuō)是顛覆性的，存儲器的非易失性指在沒(méi)有上電的狀態(tài)下依然可以保存所存儲信息的特性，這意味著(zhù)電路中無(wú)須加入后備電池，仍可在偶發(fā)斷電時(shí)保存重要數據，因此一經(jīng)推出即備受關(guān)注。而當談及FRAM，往往無(wú)法避開(kāi)這一家半導體廠(chǎng)商，它就是——富士通半導體。

　　圖1：FRAM存儲的三大關(guān)鍵優(yōu)勢

　　從非主流到“網(wǎng)紅”，37億出貨量讓FRAM無(wú)處不在

　　FRAM技術(shù)堪稱(chēng)出身“寒門(mén)”——最初的FRAM器件幾乎集中在Kbit量級，有限的容量和并不低的價(jià)格導致早期僅僅局限在工業(yè)三相電表等少數應用領(lǐng)域的絕對“非主流”，1999年其銷(xiāo)量?jì)H3M片。在不久前的一次活動(dòng)中，富士通電子元器件(上海)有限公司產(chǎn)品管理部總監馮逸新告訴筆者，富士通早在1995年已開(kāi)始研發(fā)FRAM存儲器，至1999年成功量產(chǎn)推向市場(chǎng)，迄今已有20年的量產(chǎn)經(jīng)驗，出貨量累計更是達到驚人的37億顆，涉及的領(lǐng)域幾乎覆蓋所有主要領(lǐng)域，堪稱(chēng)存儲界的“網(wǎng)紅”!

　　經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的長(cháng)期廣泛驗證以及技術(shù)的不斷突破，富士通FRAM產(chǎn)品已成功應用于智能卡及IC卡等卡片領(lǐng)域、電力儀表及產(chǎn)業(yè)設備等工業(yè)領(lǐng)域，醫療設備及醫療RFID標簽等醫療領(lǐng)域。近些年來(lái)，IoT以及汽車(chē)電氣化等趨勢不斷涌現，富士通進(jìn)一步推出更低功耗、或者車(chē)規級的FRAM產(chǎn)品，適應物聯(lián)網(wǎng)設備、汽車(chē)電子等行業(yè)發(fā)展，為客戶(hù)提供高質(zhì)量、高可靠性的解決方案。

　　圖2：富士通FRAM產(chǎn)品出貨量累計已超過(guò)37億顆

　　獨特性能成就技術(shù)“硬核”，FRAM是存儲界的實(shí)力派。馮逸新信心十足地指出，富士通FRAM具備三大主要優(yōu)勢：高讀寫(xiě)入耐久性、高速寫(xiě)入以及低功耗，這是絕大多數同類(lèi)型存儲器無(wú)法比擬的。其中，FRAM寫(xiě)入次數壽命高達10萬(wàn)億次、而EEPROM僅有百萬(wàn)次(10^6)。同時(shí)，富士通FRAM寫(xiě)入數據可在150ns內完成、速度約為EEPROM的1/30,000，寫(xiě)入一個(gè)字節數據的功耗僅為150nJ、約為EEPROM的1/400，在電池供電應用中具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢。

　　圖3：與主要競爭技術(shù)對比，FRAM優(yōu)勢突出

　　實(shí)現如此優(yōu)越的性能，這與富士通FRAM深厚的技術(shù)積累以及采用獨特的PZT晶體結構不無(wú)關(guān)系。馮逸新解釋稱(chēng)：“富士通FRAM在晶體點(diǎn)陣中有鋯或鈦離子兩個(gè)穩定點(diǎn)。當加置電場(chǎng)時(shí)就會(huì )產(chǎn)生極化，鋯/鈦離子在晶體中即向上或向下移動(dòng)。即使在不加置電場(chǎng)的情況下，也能保持電極。此時(shí)，兩個(gè)穩定的狀態(tài)就以“0”或“1”的形式存儲，這就是FRAM的工作方式。同時(shí)，積累20年的量產(chǎn)經(jīng)驗，富士通FRAM的生產(chǎn)制造技術(shù)不斷完善，確保了穩定、可靠、持續的供貨!”

　　圖4：富士通FRAM獨特的PZT晶體結構與工作原理

　　“通吃”新興領(lǐng)域， FRAM多路“掘金”

　　如果說(shuō)技術(shù)是產(chǎn)品的內在基礎，那么案例就是產(chǎn)品的外在背書(shū)。在過(guò)去的一年，富士通FRAM在各個(gè)領(lǐng)域的市場(chǎng)推廣中取得不俗的進(jìn)展。據悉，在汽車(chē)電子領(lǐng)域的BMS應用，整車(chē)廠(chǎng)如吉利汽車(chē)日前已決定采用富士通5V 64Kbit SPI的FRAM產(chǎn)品用于其自主研發(fā)BMS系統中。同時(shí)，給東風(fēng)、金龍、宇通、上汽通用五菱、華晨寶馬、一汽、御捷、江淮、奇瑞等整車(chē)廠(chǎng)提供BMS的Tier-1、Tier-2等諸多廠(chǎng)商，也正在采用或即將采用富士通FRAM產(chǎn)品。此外，業(yè)界知名的一家意大利FI輪胎制造廠(chǎng)商亦采用富士通FRAM產(chǎn)品用于胎壓監測。憑借高耐久性、高速寫(xiě)入、高可靠性的特性，與通過(guò)車(chē)規級認證的產(chǎn)品優(yōu)勢，富士通FRAM成為賦能關(guān)鍵型汽車(chē)應用的外掛存儲器首選。

　　圖5：富士通車(chē)規級FRAM在汽車(chē)電子場(chǎng)景廣泛應用

　　除了車(chē)規級FRAM產(chǎn)品賦能汽車(chē)電子應用外，富士通FRAM具備高燒寫(xiě)耐久性以及低功耗等特性，適用于系統網(wǎng)關(guān)(Gateway)中記錄與存儲重要的數據。在物聯(lián)網(wǎng)系統中，往往需要每1秒或2秒即實(shí)時(shí)、連續地存儲終端數據，且系統同步將終端數據發(fā)往后臺服務(wù)器，加上系統多數采用長(cháng)壽命電池供電的方式，故低功耗是整個(gè)系統不可或缺的要素。馮逸新表示：“廣州一家客戶(hù)目前采用富士通FRAM產(chǎn)品應用于智能抄表系統。這一抄表系統可用于大學(xué)等集體宿舍的水、電、煤氣用量記錄，提高抄表效率與準確性。富士通FRAM的寫(xiě)入壽命達到10萬(wàn)億次，按照1秒寫(xiě)入1次數據，可滿(mǎn)足抄表系統長(cháng)達10年的數據寫(xiě)入需求，因此備受這一類(lèi)客戶(hù)的青睞?！?/p>

　　圖6：富士通FRAM在網(wǎng)關(guān)Gateway中的應用框圖

　　特別指出的是，高可靠性FRAM更是適用于高端醫療領(lǐng)域的為數不多的電子產(chǎn)品之一。例如，當今醫院的手術(shù)器具、注射器具已經(jīng)加入電子標簽，用于追蹤運輸、使用、處理、消毒等完整記錄。這些器具在消毒時(shí)需要伽瑪射線(xiàn)進(jìn)行特定劑量、特定時(shí)間的照射，而能夠抵抗高劑量伽瑪射線(xiàn)照射消毒的電子標簽存儲器目前僅有FRAM。傳統閃存或EEPROM因為利用電荷注入的方式實(shí)現數據存儲，無(wú)法抵抗X射線(xiàn)、伽瑪射線(xiàn)等醫療領(lǐng)域常用射線(xiàn)的干擾，極易造成數據丟失。馮逸新繼續補充：“得益于高可靠性、可抵抗射線(xiàn)干擾、低功耗等優(yōu)勢，富士通FRAM已成功應用在CT掃描機、監護儀、自動(dòng)CPAP(連續正氣道壓力)設備、助聽(tīng)器、醫療電子標簽等產(chǎn)品中，提高醫療行業(yè)的生產(chǎn)效率?？偨Y地說(shuō)，在要求高可靠性、高速/高耐久性數據讀寫(xiě)、低功耗、抗輻射等高端醫療設備中，FRAM有著(zhù)近乎100%的應用?！?/p>

　　性能+性?xún)r(jià)比，劍指40億小目標

　　“以往業(yè)內人士談及富士通FRAM，常常說(shuō)一個(gè)貴字?！瘪T逸新打趣道。毫無(wú)疑問(wèn)，存儲IC類(lèi)產(chǎn)品隨著(zhù)出貨量不斷增加，研發(fā)成本不斷均攤，每一比特的價(jià)格就會(huì )隨之下降。與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)電子化、關(guān)鍵型醫療應用等行業(yè)大趨勢也催生了FRAM源源不斷的市場(chǎng)機遇，加上富士通自身不斷升級制造工藝、提高晶圓良率、擴大晶圓尺寸等因素，富士通FRAM產(chǎn)品在未來(lái)幾年的價(jià)格優(yōu)勢將得到進(jìn)一步的體現。

　　馮逸新稱(chēng)，富士通所有FRAM產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)都是基于客戶(hù)的需求，并透過(guò)客戶(hù)的需求充分挖掘市場(chǎng)的潛力，既可以根據客戶(hù)需求定制研發(fā)生產(chǎn)，也可以將定制的產(chǎn)品復用，實(shí)現高效率，為市場(chǎng)提供更加易于使用、性?xún)r(jià)比更好的產(chǎn)品。據透露，2019年，富士通的FRAM產(chǎn)品有望沖擊40億出貨量的目標?！癋RAM是十分好的產(chǎn)品，但產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展既需要技術(shù)積累、也需要時(shí)間驗證。我們正在將好的產(chǎn)品帶給更多的客戶(hù)與更廣泛的應用場(chǎng)景，這一點(diǎn)我們信心十足!”