后來(lái)者居上，FRAM助力中國高端醫療電子系統關(guān)鍵設計

　　如今，當您在一些醫院就診時(shí)，您可能會(huì )看到醫生正拿著(zhù)平板電腦診療、查房。這可不是普通的平板電腦，它采用了防酒精的專(zhuān)業(yè)面板。您知道嗎，其實(shí)在醫院中，電子設備除了要防酒精外，還必須抗輻射，這是因為醫院常常要對貼有RFID標簽的物品進(jìn)行輻射消毒，而采用富士通半導體的能夠抵抗高達50kGy伽瑪射線(xiàn)消毒的非易失性隨機存儲器——FRAM(鐵電隨機存儲器)的RFID在通過(guò)輻射消毒后數據不會(huì )被破壞。

　　除了抗輻射，FRAM還具有高速/高讀寫(xiě)耐久性和低功耗的特性，這些獨一無(wú)二的優(yōu)勢使得FRAM在醫療領(lǐng)域脫穎而出，贏(yíng)得了更廣泛的應用和用戶(hù)的青睞。“FRAM早已經(jīng)被用于CT掃描機和其他大型設備當中，在較小型醫療設備中的使用也在不斷增加。為了在醫療設備和生物制藥的生產(chǎn)控制實(shí)現認證的目的，內嵌FRAM的RFID也變得越來(lái)越普及。”在日前舉行的第七屆中國國際醫療電子技術(shù)大會(huì )(CMET2014)上，全球領(lǐng)先的FRAM供應商富士通半導體的系統存儲器事業(yè)部副總裁松宮正人先生表示。

       圖1. 富士通半導體系統存儲器事業(yè)部副總裁松宮正人先生在CMET2014上演講。

　　非易失性、高速、無(wú)需后備電池——滿(mǎn)足醫療電子系統設計苛刻的性能要求

　　在關(guān)乎人們生命安全的醫療電子領(lǐng)域，迫切需要即使是在電源關(guān)閉的狀態(tài)下也能存儲數據的存儲器，而且還要在低功耗下高速工作，要求存儲器具有高讀寫(xiě)循環(huán)耐久性。此外，由于通過(guò)伽馬射線(xiàn)和電子滅菌在醫療領(lǐng)域也是很普遍的，這要求存儲器具有抗輻射性， 而FRAM所具有的獨特優(yōu)勢能夠滿(mǎn)足所有這些醫療領(lǐng)域的苛刻要求。

　　與傳統的非揮發(fā)存儲器相比，FRAM的功耗要小很多，而且寫(xiě)入速度更快。對于類(lèi)似的寫(xiě)入，FRAM功耗只有EEPROM的1/1000。FRAM的寫(xiě)入時(shí)間是EEPROM的1/40000，達到SRAM和DRAM這些傳統易失性存儲器的級別。而且，FRAM的讀/寫(xiě)耐久性能遠遠優(yōu)于EEPROM和Flash存儲器。EEPROM和Flash存儲器能寫(xiě)入大約100萬(wàn)次(10^ 6次)，FRAM最高可寫(xiě)入1萬(wàn)億次，或者說(shuō)寫(xiě)入次數可以達到前兩種存儲器的100萬(wàn)倍以上。

  圖2. 鐵電FRAM相比E2PROM的優(yōu)勢。

　　特別值得一提的還有FRAM是利用鐵電極化技術(shù)保存數據的鐵電存儲器，這意味著(zhù)在遭受輻射時(shí)也不會(huì )發(fā)生數據丟失問(wèn)題。如果是EEPROM和Flash存儲器，保存數據取決于電荷是否存在于器件的存儲區，輻射會(huì )引起電荷漂移，導致數據被破壞。

　　“富士通半導體使用成熟技術(shù)生產(chǎn)FRAM的時(shí)間已經(jīng)超過(guò)10年。我們從1999年開(kāi)始量產(chǎn)，15年已經(jīng)累計銷(xiāo)售達到25.8億片FRAM產(chǎn)品。去年我們擴展了大容量的FRAM產(chǎn)品線(xiàn)，在市場(chǎng)上受到廣泛好評。”松宮正人先生表示。

　　寬泛的FRAM產(chǎn)品線(xiàn)——涵蓋SPI、IIC、并行接口，容量向8Mb邁進(jìn)

　　如下圖3所示，富士通半導體提供寬泛的FRAM產(chǎn)品，容量從4Kb到4Mb，涵蓋SPI和IIC串行接口、并行接口。采用串行接口的FRAM可以替代EEPROM或串行閃存，而采用并行接口的FRAM產(chǎn)品可以代替低功耗SRAM或PSRAM (Pseudo SRAM)。

　　
圖3.富士通半導體 FRAM產(chǎn)品線(xiàn)涵蓋SPI、IIC、并行接口。

　　“唯一的不足是目前的最大容量只能支持到4Mbit，未來(lái)富士通半導體還會(huì )不斷推出更多新品，逐步實(shí)現大容量化。我們已經(jīng)在著(zhù)手研發(fā)8Mb的產(chǎn)品。”松宮正人透露。

　　而在封裝方面，目前FRAM基本可以直接替換EEPROM，如下圖4所示，FRAM的封裝和EEPROM的封裝是完全兼容的。

圖4. FRAM單體存儲器封裝系列。