铁电存储器的春天悄然到来

铁电存储器(Ferroelectric RAM ,FRAM)作为非挥发性存储器大家族中的一员,以其高速、高频度重写、低功耗、非挥发性以及在低电压条件下完成读出/写入动作等优点适用于要求低功耗的智能卡以及携带式设备等应用场景。早在1921年FRAM被提出,直到1993年美国Ramtron(锐创,2013年被Cypress收购)国际公司才成功开发出第一个4K位的铁电存储器FRAM产品,1999年由富士通推出第一片商用FRAM产品,目前FRAM产品的设计和工艺技术已非常成熟。然而,多年来,FRAM在中国表现不温不火,相比DRAM、Flash等主流存储器而言力量微弱。到底什么原因限制了FRAM市场份额的拓展?FRAM产业化发展的前景如何?

2016年9月21日,日本金童株式会社社长、厦门金童半导体有限公司董事长钟志勇博士赴中科院微电子研究所交流访问,就上述问题与微电子所的技术专家、产业化主管展开了讨论。会议也邀请了北京市集成电路设计产业园、中科泰德投资管理有限公司、清华海峡研究院等单位参加。

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日本金童株式会社社长钟志勇博士介绍项目情况

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与会人员听取钟博士介绍项目

FRAM是一种随机存取存储器,它将动态随机存取存储器(DRAM)的快速读取和写入访问与在电源关掉后保留数据能力结合起来,但FRAM在存储容量方面低于DRAM(即在同样的空间中不能存储像它们一样多的数据),FRAM更适合用于高速低电压读写,高频读写,低容量,抗辐射等技术要求的非易失性存储方案。目前,世界上能够从设计、制造、样品开发到商品化完整实现FRAM的公司只有日本的富士通和罗姆两家公司,美国锐创可以设计开发FRAM并提供IP核但没有制造工厂。中国的铁电存储器产业目前仍为空白,设计和工艺两方面都缺少技术支持,这也严重限制了FRAM在国内的发展。

然而,由于FRAM能在非常低的电能需求下快速地存储,它有望在消费者的小型设备中得到广泛地应用,比如个人数字助理(PDA)、手机、功率表、智能卡以及安全系统。FRAM比闪存更快,在一些应用上,它也有可能替代电可擦除只读存储器(EEPROM)和静态随机存取存储器(SRAM),并成为未来的无线产品的关键元件。

“未来FRAM在中国市场会有很大的发展空间”,钟志勇博士对FRAM在国内的产业化前景充满信心,“中国有巨大的市场,FRAM设计和工艺简单,待机状态功耗为零,抗辐射性强且断电数据不丢失,在汽车电子、医疗仪器、物联网的终端设备、智能卡等应用中有独特优势,通过铁电存储取代EEPROM/Flash,可大幅提高内存和CPU之间数据交换的速度”。

金童株式会社成立于2014年3月,位于日本大阪市,其在中国境内的法人为厦门金童半导体有限公司,2015年入选厦门市双百人才项目,是一家以铁电存储技术开发为主的跨国公司。主营业务包括先进电子材料产品开发、ASIC铁电存储和压电传感技术开发方案、半导体产业设备和部品的销售,测试测量设备的制造。