鐵電存儲fram

A. 半導體FRAM是什麼

半導體FRAM是ferromagnetic random access memory的英文縮寫，即鐵電存儲器，FRAM利用鐵電晶體的鐵電效應實現數據存儲。鐵電效應是指在鐵電晶體上施加一定的電場時，晶體中心原子在電場的作用下運動，並達到一種穩定狀態；當電場從晶體移走後，中心原子會保持在原來的位置。這是由於晶體的中間層是一個高能階，中心原子在沒有獲得外部能量時不能越過高能階到達另一穩定位置，因此FRAM保持數據不需要電壓，也不需要像DRAM一樣周期性刷新。由於鐵電效應是鐵電晶體所固有的一種偏振極化特性，與電磁作用無關，所以FRAM存儲器的內容不會受到外界條件（諸如磁場因素）的影響，能夠同普通ROM存儲器一樣使用，具有非易失性的存儲特性。

B. 誰能給我講講FRAM產品是容量越大越好嗎最好能舉個例子對照著給我講！

FRAM就是鐵電存儲器，運用了鐵電效應，是一種高性能的非易失性存儲器，結合了傳統非易失性存儲器（快閃記憶體和E2PROM）和高速RAM（SRAM和DRAM）的優點, 在高速寫入、高耐受力、低功耗和防竄改方面具有優勢。
以富士通的V系列的FRAM產品MB85RC256V為例:
256Kb存儲容量基本能滿足很多領域的要求,不過具體選用多大容量的FRAM要看每種領域的具體要求；1012次的讀寫次數，這個是凸顯它的卓越的讀寫能力的，比較適合需要頻繁更新數據的領域, 1012 次讀寫次數基本上已經能滿足當今所有領域的要求；+85度數據能保存10年，這個應該說是FRAM的一個亮點，比較適合需要長期存儲數據的領域；每一個FRAM都會有電壓范圍，不同電壓范圍適合不同領域的需求,像MB85RC256V的2.7V-5.5V工作電壓范圍就比較適合工業控制領域。
當然在這里不能給你一一舉例子，相信隨著你的學習，你會發現FRAM其實是個很簡單的東西，知道原理後，做應用就會變得很容易。

C. 鐵電存儲器FRAM的SRAM的取代和擴展

鐵電存貯器（FRAM） 快速擦寫和非易失性等特點，令系統工程師可以把現有設計中的SRAM和EEPROM器件整合到一個鐵電存貯器（FRAM）里，或者簡單地作為SRAM擴展。
在多數情況下，系統使用多種存儲器類型，FRAM提供了只使用一個器件就能提供ROM,RAM和EEPROM功能的能力，節省了功耗, 成本, 空間，同時增加了整個系統的可靠性。最常見的例子就是在一個有外部串列EEPROM嵌入式系統中，FRAM能夠代替EEPROM,同時也為處理器提供了額外的SRAM功能。
典型應用：攜帶型設備中的一體化存儲器，使用低端控制器的任何系統。

D. FRAM鐵電存儲器較EEPROM有什麼優勢

FRAM與工業標准EEPROM完全兼容；性能比EEPROM更加突出；讀寫次數超過1萬億次（5V）、無限次（3.3V），寫速度快，沒有寫等待，按位元組操作；操作更省電，寫入功耗僅為EEPROM的1/20

E. 鐵電存儲器FRAM的FRAM優勢

FRAM有三種不同的特性使其優於浮柵技術器件：
1. 快速寫入
2. 高耐久性
3. 低功耗
以下列舉了FRAM在一些行業應用領域中與其他存儲器相比較的主要優勢：
頻繁掉電環境
任何非易失性存儲器可以保留配置。可是，配置更改或電源失效情況隨時可能發生，因此，更高寫入耐性的FRAM允許無任何限制的變更記錄。任何時間系統狀態改變，都將寫入新的狀態。這樣可以在電源關閉可用的時間很短或立即失效時狀態被寫入存儲器。
高雜訊環境
在嘈雜的環境下向EEPROM寫數據是很困難的。在劇烈的噪音或功率波動情況下，EEPROM的寫入時間過長會出現漏洞（以毫秒衡量），在此期間寫入可能被中斷。錯誤的概率跟窗口的大小成正比。FRAM的寫入執行窗口少於200ns。
RFID系統
在非接觸式存儲器領域里，FRAM提供一個理想的解決方案。低功耗訪問在RFID系統中至關重要，因為，能源消耗是以距離成指數下降的。想要以最小的能耗讀寫標簽數據就必須保持標簽有足夠近的距離。通過對射頻發射機和接收機改進寫入距離，降低運動的靈敏性（區域內的時間）以及降低射頻（RF）功率需求，使需要寫入的應用（i.e.借記卡，在生產工序中使用的標簽）獲得優勢。
診斷和維護系統
在一個復雜的系統里，記錄系統失效時的操作歷史和系統狀態是非常寶貴的。如果沒有這些數據，能夠准確的解決或執行需求指令是很困難的。由於FRAM具備高耐久性的特點，可以生成一個理想的系統日誌。從計算機工作站到工業過程式控制制不同的系統，都能從FRAM中獲益。

F. 鐵電存儲器有什麼特點

相對於其它類型的半導體技術而言，鐵電存儲器具有一些獨一無二的特性。傳統的主流半導體存儲器可以分為兩類--易失性和非易失性。易失性的存儲器包括靜態存儲器SRAM（static random access memory)和動態存儲器DRAM （dynamic random access memory)。 SRAM和DRAM在掉電的時候均會失去保存的數據。 RAM 類型的存儲器易於使用、性能好，可是它們同樣會在掉電的情況下會失去所保存的數據。
非易失性存儲器在掉電的情況下並不會丟失所存儲的數據。然而所有的主流的非易失性存儲器均源自於只讀存儲器（ROM）技術。正如你所猜想的一樣，被稱為只讀存儲器的東西肯定不容易進行寫入操作
，而事實上是根本不能寫入。所有由ROM技術研發出的存儲器則都具有寫入信息困難的特點。這些技術包括有EPROM (幾乎已經廢止）、EEPROM和Flash。 這些存儲器不僅寫入速度慢，而且只能有限次的擦寫，寫入時功耗大。
鐵電存儲器能兼容RAM的一切功能，並且和ROM技術一樣，是一種非易失性的存儲器。鐵電存儲器在這兩類存儲類型間搭起了一座跨越溝壑的橋梁--一種非易失性的RAM
鐵電存貯器（FRAM）的第一個最明顯的優點是可以跟隨匯流排速度（busspeed）寫入。
鐵電存貯器（FRAM）的第二大優點是幾乎可以無限次寫入。

G. 鐵電存儲器FRAM的FRAM技術

Ramtron的FRAM技術核心是鐵電。這就使得FRAM產品既可以進行非易失性數據存儲又可以像RAM一樣操作。
F-RAM晶元包含一個鋯鈦酸鉛[Pb(Zr,Ti)O3]的薄鐵電薄膜，通常被稱為PZT（如圖1）。PZT 中的Zr/Ti原子在電場中改變極性，從而產生一個二進制開關。與RAM器件不同，F-RAM在電源被關閉或中斷時，由於PZT晶體保持極性能保留其數據記憶。這種獨特的性質讓F-RAM成為一個低功耗、非易失性存儲器。
當一個電場被加到鐵電晶體時，中心原子順著電場的方向在晶體里移動，當原子移動時，它通過一個能量壁壘，從而引起電荷擊穿。 內部電路感應到電荷擊穿並設置記憶體。移去電場後中心原子保持不動，記憶體的狀態也得以保存。FRAM 記憶體不需要定時刷新，掉電後數據立即保存，它速度很快，且不容易寫壞。
F-RAM、ROM都屬於非易失性存儲器，在掉電情況下數據不會丟失。新一代ROM，像EEPROM（可擦可編程只讀存儲器）和Flash存儲器，可以被擦除，並多次重復編程，但它們需要高電壓寫入且寫入速度非常慢。基於ROM技術的存儲器讀寫周期有限（僅為1E5次），使它們不適合高耐性工業應用。
F-RAM比一般串口EEPROM器件有超過10,000倍的耐性，低於3,000倍的功耗和將近500倍的寫入速度（圖 2）。 F-RAM結合了RAM和ROM的優勢，與傳統的非易失存儲器相比，具有高速、低功耗、長壽命的特點。
FRAM存儲器技術和標準的CMOS製造工藝相兼容。鐵電薄膜被放於CMOS base layers之上，並置於兩電極之間，使用金屬互連並鈍化後完成鐵電製造過程。
Ramtron 的FRAM 記憶體技術從開始到現在已經相當成熟。 最初FRAM 記憶體採用二晶體管/ 二電容器的( 2T/2C) 結構，導致元件體積相對較大。 最近發展的鐵電材料和製造工藝不再需要在鐵電存儲器每一單元內配置標准電容器。 Ramtron 新的單晶體管/ 單電容器結構記憶體可以像DRAM一樣進行操作，它使用單電容器為存儲器陣列的每一列提供參考。與現有的2T/2C結構相比，它有效地把內存單元所需要面積減少一半。新的設計極大的改進了die leverage並且降低了FRAM存儲器產品的生產成本。
Ramtron公司現採用0.35微米製造工藝，相對於現有的0.5微米的製造工藝而言，這極大地降低晶元功耗，提高了成本效率。
這些令人振奮的發展使FRAM在人們日常生活的各個領域找到了應用的途徑。從辦公復印機、高檔伺服器到汽車安全氣囊和娛樂設備， FRAM 使一系列產品的性能得到改進並在全世界范圍內得到廣泛的應用。

H. 鐵電存儲器FRAM的鐵電應用

存儲器（FRAM）可以讓設計者更快、更頻繁地將數據寫入非易失性存儲器，而且價格比EEPROM低。數據採集通常包括採集和存儲兩部分，系統所採集的數據（(除臨時或中間結果數據外)需要在掉電後能夠保存，這些功能是數據採集系統或子系統所具有的基本功能。在大多數情況下，一些歷史記錄是很重要的。
典型應用：儀表 (電表、氣表、水表、流量表)、RF/ID、儀器,、和汽車黑匣子、安全氣袋、GPS定位系統、電力電網監控系統。 FRAM通過實時存儲數據幫助系統設計者解決了突然斷電數據丟失的問題。參數存儲用於跟蹤系統在過去時間內的改變，它的目的包括在上電狀態時恢復系統狀態或者確認一個系統錯誤。總的來說，數據採集是系統或子系統的功能，不論何種系統類型，設置參數存儲都是一種底層的系統功能。
典型應用： 影印機,列印機, 工業控制, 機頂盒 (Set-Top-Box), 網路設備（網路數據機）和大型家用電器。 鐵電存貯器（FRAM）可以在數據傳遞儲存在其它存儲器之前快速存儲數據。在此情況下，信息從一個子系統非實時地傳送到另一個子系統去.。由於資料的重要性, 緩沖區內的數據在掉電時不能丟失.，在某些情況下，目標系統是一個較大容量的存儲裝置。FRAM以其擦寫速度快、擦寫次數多使數據在傳送之前得到存儲。
典型應用：工業系統、銀行自動提款機 (ATM), 稅控機, 商業結算系統 (POS), 傳真機，未來將應用於硬碟非易失性高速緩沖存儲器。

I. FRAM和RERAM

FRAM就是鐵電存儲器，一種隨機存取存儲器，關機後數據丟失。ReRAM代表電阻式存儲器，將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結合於一身，關閉電源後存儲器仍能記住數據。