开年大盘点——那些新材料新概念成就的创新存储技术

一筹，如图2性能比较所示。

图2：FRAM与其他存储器的比较

在通信速度方面，I2C接口速度为1MHz，SPI接口最快可达50MHz。在SPI接口基础上，富士通半导体将推出QSPI接口，通信速率可达到和并口相当的数量级，这将给客户带来很多好处。QSPI只有16到20个引脚，而并口至少40个引脚，并且QSPI可以达到与并口同样的速率，对客户而言意味着能够节省一些功耗和产品成本。采用串行接口的FRAM可以替代EEPROM或串行闪存，而采用并行接口的FRAM产品可以代替低功耗SRAM或PSRAM。在封装方面，目前FRAM基本可以直接替代EEPROM，FRAM的封装和EEPROM的封装完全兼容。

FRAM的主要应用和成功案例

过去几年，富士通FRAM在中国的电力仪表（三相表和集中器）、工业控制、办公设备、汽车音响导航仪器、游戏机、RFID、医疗器械及医疗电子标签等行业取得了可喜成绩。其FRAM主要包括三大类（单体FRAM、RFID和内嵌FRAM的认证芯片），在很多产业领域实现了批量应用，并促成了大量的创新应用案例。

在流量计应用领域，电池寿命是电池供电的水表/气表的关键所在，电池需要用到10-15年。富士通半导体的低功耗FRAM加上高速读写性能可大大缩短微处理器演算状态，延长其待机状态，进一步延长了电池寿命。中国的一些水表、气表制造商/方案商开始采用FRAM研发新产品，而抄表模块制造商、开发商对FRAM也产生了浓厚兴趣，一些新项目研发已开始采用FRAM。与电力仪表一样，富士通FRAM已成为水表/气表及其集抄系统的最佳选择。在水表/气表系统中，从集中器到每家每户的水表/气表终端，都有FRAM的身影。在集中器中，FRAM用于存储通信历史数据；在气表应用中，FRAM用于存储煤气流量历史数据；在水表应用中，FRAM用于存储水流量历史数据。

图3：FRAM应用图

FRAM也为RFID注入了新的活力，尤其是在传统EEPROM RFID不能满足应用需求的领域，如工厂自动化和维护、医疗、航天等领域，FRAM RFID能够突破一切性能限制，实现EEPROM RFID所不能实现的功能。

在医疗领域，富士通半导体内嵌FRAM的RFID产品相比内嵌EEPROM的RFID产品更具优势。前者读写速度更快，抗辐射性高出不止一个数量级。RAM RFID可用于手术台、药剂盒子、穿刺、血透管子追溯等应用，特别是需要经过伽玛放射性消毒的医疗器械。基于FRAM的RFID可轻松通过标准医疗灭菌过程，而基于EEPROM的RFID信息在这一过程中会被破坏。

EEPROM RFID读写次数最多只有一百万次，这在某些应用场合下使用可能会有问题，例如读卡频率比较高的高速收费，而FRAM RFID的读写次数为1012，可满足这类应用读写次数的要求。

在工厂自动化和维护应用中，制造组装生产线上的历史数据、手册、零件信息等都可以写进FRAM RFID标签，从而缩短读取时间，使生产线更加高效。在某车厂的汽车生产线上就采用了富士通半导体FRAM RFID标签，使其每年的生产量都有提升。

富士通半导体创新的FRAM认证芯片还促进了应用创新，可应用于电子器械与主机（如打印机等）相连的外设（如墨盒）的真假鉴别，通过主机与外设之间的质询-响应进行验证，从而鉴别授权部件或非授权部件。类似创新应用还有很多，如有线内窥镜的转换头真伪验证等。

此外，冷链控制也是FRAM RFID的用武之地，如果要追溯运输途中每一个结点温度的变化，就需要在整个车箱里加一个RFID模块，实时把数据传到接收端，客户读一下就可以看出一小时运输范围内有没有超过温度系数、温度范围，有SPI接口的RFID可以实现这样的应用。

图4：FRAM RFID产品线路图

FRAM的未来发展方向

综上所述：不同存储器都有其各的优势和缺点，而存储器市场需要更高密度、更高速度、更低功耗、具有非易失性且价格便宜的存储器产品，所以由消费类产品驱动的存储器市场在呼唤性能更优存储器技术。

如图3所示，富士通半导体为FRAM存储器制定了产品发展路线图。目前，其FRAM产品线容量为4Kb到4Mb，涵盖SPI和I2C串行接口、并行接口。未来富士通半导体还会不断推出更多新品，逐步实现大容量化，现在已着手研发8Mb、16Mb的产品。

FRAM单体存储器 –产品阵容

图5：富士通半导体FRAM存储器产品线的路线图

由于掌握着从FRAM研发、设计到量产及封装的整个流程，加上多年的经验，富士通半导体能始终保证FRAM产品的高质量和稳定供应。为了更好地在技术上支持广大工程师的系统设计，富士通半导体还提供FRAM RFID开发板，帮助工程师更好地了解FRAM RFID的性能及应用，缩短产品上市时间。