在人工智能大型模型和邊緣智能領域的算力需求激增的推動下，市場對於高性能存儲解決方案的需求也在不斷增加。據此預測，2024年全球存儲器市場的銷售額有望增長61.3%，達到1500億美元。為了降低雲和邊緣的功耗
，兼具高性能和非易失性的新型存儲器正迎來市場快速增長的發展大時代
，如鐵電存儲器FeRAM和ReRAM
，以及磁性存儲器MRAM、阻變式存儲器ReRAM等。

2020-2024年全球存儲器市場規模及增速

富士通半導體（即將更名為RAMXEED）作為FeRAM產品全球兩個主要供應商之一，隻專注於高性能存儲器FeRAM和ReRAM的研發，以及以FeRAM
、ReRAM為基礎的定製產品的開發。“我們的產品適用於從個體到企業，從私人到公共的多種應用，可廣泛應用於汽車電子
、工業控製
、表計、助聽器等重要基礎行業。”

近日
，富士通半導體科技（上海）有限責任公司總經理馮逸新在由E維智庫舉辦的第12屆中國硬科技產業鏈創新趨勢峰會暨百家媒體論壇上分享道，“富士通集團公司開展FeRAM的業務超過20年之久。我們的FeRAM產品深受全球用戶的好評
，目前已累計出貨44億片之多。”

RAMXEED(原富士通半導體)總經理 馮逸新

解碼 FeRAM和ReRAM，探索存儲技術極限性能可能

FeRAM和 ReRAM代表了非易失性存儲技術領域內的兩項重要創新，旨在提供比傳統存儲解決方案（如 SRAM
、DRAM 和 Flash）更高的性能和更小的尺寸。隨著便攜式係統市場在過去十多年間的迅速擴張，半導體產業對於大容量非易失性存儲器（NVM）技術的興趣日益濃厚。市場對更高效率、更快的內存訪問速度及更低功耗的需求
，不斷推動著NVM技術的進步。據預測
，全球非易失性存儲器市場規模在2024年達到約945.2億美元的基礎上
，到2029年將擴大至1647.9億美元，其間將以11.76%的複合年增長率持續增長。

FeRAM依賴鐵電材料的獨特性質進行數據存儲。該類存儲器以其超快的讀寫速度
、出色的寫入耐久性以及較低的功耗特性而著稱。FeRAM的讀寫速度是納秒級，這遠超過NOR flash、EEPROM；讀寫次數達到1014、1013之多，在某種意義上相當於無限次，而EEPROM

、NOR Flash一般都有次數的限製。基於這兩個特點

，在實時寫入
、掉電保護等、需要讀寫次數比較高的快速非易失性存儲的應用場景中（如智能卡
、計量設備以及汽車中的事件數據記錄儀），FeRAM有著不可替代的絕對優勢。同時，FeRAM也可以替換EEPROM、SARM以及MRAM。

相比之下
，ReRAM則利用材料電阻狀態的變化來保存信息，通過電流調整特定材料（例如氧化鉿）的電阻特性。在功能上，ReRAM類似於EEPROM規格
，但內存容量更大、讀出功耗更低
、尺寸更小，非常適合於助聽器等小型的電池驅動的可穿戴器件應用。近年來

，ReRAM在全球範圍內受到了極大的關注
，雖然ReRAM技術已經出現在一些芯片製造商的路線圖中，並且已有公司已經開始布局ReRAM相關的產品和服務
，但是要實現大規模商用還需要克服一定的技術和市場挑戰。“業內人士認為NOR Flash在下一代的時候工藝會進入瓶頸
，未來可以替代NOR Flash的是ReRAM
，但是ReRAM目前量產最大的容量是12Mb。若要替代NOR Flash，ReRAM的容量需要達到16Mbit到1Gb。”馮逸新表示。

富士通FeRAM/ReRAM的應用定位

賦能多個熱門產業應用
，智能存儲獲得廣泛落地

在數字化轉型的洶湧浪潮之下
，存儲技術的創新無疑成為了推動各個行業闊步前行的核心力量。FeRAM和 ReRAM作(zuo)為(wei)嶄(zhan)露(lu)頭(tou)角(jiao)的(de)非(fei)易(yi)失(shi)性(xing)存(cun)儲(chu)新(xin)方(fang)案(an)，以(yi)其(qi)別(bie)具(ju)一(yi)格(ge)的(de)優(you)勢(shi)，在(zai)極(ji)為(wei)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)裏(li)彰(zhang)顯(xian)出(chu)了(le)龐(pang)大(da)的(de)潛(qian)力(li)。不(bu)管(guan)是(shi)在(zai)關(guan)乎(hu)國(guo)計(ji)民(min)生(sheng)的(de)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)、智能交通係統之中
，還是在工業自動化
、醫療健康、娛樂科技以及雲計算基礎設施等領域之內
，亦或是在日常生活裏隨處可見的智能標簽和可穿戴設備之上，FeRAM 與 ReRAM 都發揮著至關重要的作用。

富士通FeRAM和ReRAM產品的應用

一、從電力計量到光儲充
，FeRAM為電力應用存數據

“智能電網包括充電樁、光伏變流器，都是這幾年對新一代存儲需求比較多的行業。我們在大陸深耕二十多年，FeRAM銷量的重要來源之一就是智能電網。以電表為例，富士通是從智能電表發展的時候就介入市場的。”fengyixinshuodao。ciwai，dianbiaozhiwaidejidianbaohuqiyeduicunchuyouyidingdexuqiu，zhuyaoyongyujiluqiweinengzhengchanggongzuodeqingkuangjishijianfashengdeshunxu，zheyiyingyongyaoqiucunchuqinenggoujinxinggaosushishixieru

，erFeRAM無疑是一個最佳選擇。

“自2020年以來
，光伏、逆變器和儲能係統對FeRAM的需求顯著增長。在光伏發電係統中
，直流電（DC）需轉換為交流電（AC），zheyiguochengzhongnibianqibanyanzhezhongyaojiaose，taxuyaomeimiaohuomeigehaomiaojiluguzhangxinxijidianliudianyazhuangtai。tongyang，zaijiangdianlizhuanhuanweijiaoliudianhou，chunengxitongzhongdedianchiguanlixitong（BMS）也需記錄相關數據，其工作原理與新能源汽車中的BMS相同。FeRAM憑借其高速讀寫能力和卓越的可靠性，在這些應用中展現出了顯著的優勢。”馮逸新補充道。

FeRAM在智能電網領域的應用

二
、獲磁式旋轉編碼器存儲青睞，無源（無電池）設計成趨勢

FeRAM的另一大應用就是工廠自動化（FA），據馮逸新介紹，施奈德
、西門子、中國台灣的台達、大陸知名的數控機床供應商，以及中國排名前五的FA供應商等都是富士通的客戶，這些廠商的工廠自動化部門采用的都是非常高端的存儲方案，除了FeRAM還有MRAM、NVSRAM等存儲器，近年來
，尤其是在旋轉編碼器領域的應用日益增多。“編bian碼ma器qi分fen為wei光guang學xue和he磁ci式shi兩liang種zhong類lei型xing，在zai工gong廠chang自zi動dong化hua控kong製zhi和he新xin能neng源yuan汽qi車che領ling域yu裏li
，目mu前qian磁ci式shi旋xuan轉zhuan編bian碼ma器qi發fa展zhan是shi一yi個ge潮chao流liu。然ran而er
，由you於yu磁ci式shi編bian碼ma器qi內nei部bu使shi用yong了le電dian池chi，而er在zai歐ou洲zhou等deng地di電dian池chi受shou到dao了le嚴yan格ge的de管guan控kong。因yin此ci，為wei了le實shi現xian無wu電dian池chi的de編bian碼ma器qi設she計ji，就jiu需xu要yao可ke高gao速su寫xie入ru
、讀寫耐久性
、超低功耗和內置二進製計數器的FeRAM來扮演關鍵角色。”馮逸新說。

通tong常chang情qing況kuang下xia，在zai伺si服fu驅qu動dong電dian機ji斷duan電dian後hou
，可ke能neng會hui因yin外wai界jie不bu可ke預yu測ce的de因yin素su發fa生sheng碰peng撞zhuang，導dao致zhi電dian機ji重zhong新xin啟qi動dong時shi的de位wei置zhi與yu斷duan電dian前qian的de位wei置zhi產chan生sheng偏pian移yi。這zhe種zhong情qing況kuang下xia，如ru何he在zai重zhong啟qi時shi找zhao回hui準zhun確que的de位wei置zhi成cheng為wei一yi個ge嚴yan峻jun的de問wen題ti。為wei了le解jie決jue這zhe一yi難nan題ti，通tong常chang會hui使shi用yongIC-Haus的主控芯片，配合波斯特的韋根線圈，並結合帶有二進製計數功能的FeRAM。“當外部不可抗力導致電機轉動時
，韋根線圈可以產生微弱的電能
，而低功耗FeRAM能neng夠gou在zai微wei弱ruo電dian流liu的de情qing況kuang下xia工gong作zuo，利li用yong內nei置zhi的de二er進jin製zhi計ji數shu器qi記ji錄lu電dian機ji的de旋xuan轉zhuan次ci數shu。這zhe樣yang一yi來lai，當dang電dian機ji重zhong新xin上shang電dian時shi，便bian能neng夠gou準zhun確que地di找zhao回hui之zhi前qian的de位wei置zhi。”馮逸新指出。

在歐洲和德國，編碼器技術發展迅速

，德國的iC-House、SEW、Fraba等，日本的尼康、三菱電機、多摩川精機等都是旋轉編碼器的著名供應商，他們也都在都在積極的研發相關產品。“傳chuan統tong的de磁ci式shi編bian碼ma器qi通tong常chang配pei備bei有you電dian池chi，但dan在zai歐ou洲zhou
，帶dai有you電dian池chi的de產chan品pin無wu法fa通tong過guo航hang空kong運yun輸shu，隻zhi能neng選xuan擇ze海hai運yun
，並bing且qie電dian池chi的de管guan理li極ji為wei嚴yan格ge。鑒jian於yu此ci，業ye界jie正zheng在zai尋xun求qiu去qu除chu電dian池chi的de方fang法fa
，因yin為wei電dian池chi在zai其qi使shi用yong壽shou命ming期qi間jian需xu要yao更geng換huan，這zhe不bu僅jin增zeng加jia了le維wei護hu成cheng本ben，對dui於yu位wei於yu偏pian遠yuan地di區qu的de公gong司si而er言yan，更geng換huan電dian池chi還hai意yi味wei著zhe高gao昂ang的de人ren工gong費fei用yong。因yin此ci，未wei來lai旋xuan轉zhuan編bian碼ma器qi需xu要yao實shi現xian無wu源yuan（無電池），帶有二進製計數器FeRAM是目前無二的選擇。”馮逸新介紹說
，最近幾年，中國台灣的台達以及中國大陸做編碼器的第一
、二供應商，都已經把富士通的帶有二進製計數器的FeRAM產品做進了自己的產品內，並計劃於明年開始量產。總的來說，這種無電池的設計符合未來的發展需求。

FeRAM在編碼器領域的應用

三、從BMS、TBOX到行車記錄儀

，全麵賦能汽車關鍵數據存儲

汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)因(yin)其(qi)獨(du)特(te)的(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)和(he)嚴(yan)格(ge)的(de)需(xu)求(qiu)
，需(xu)要(yao)專(zhuan)門(men)設(she)計(ji)的(de)存(cun)儲(chu)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)來(lai)確(que)保(bao)其(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)性(xing)能(neng)。傳(chuan)統(tong)存(cun)儲(chu)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)往(wang)往(wang)因(yin)成(cheng)本(ben)問(wen)題(ti)而(er)麵(mian)臨(lin)挑(tiao)戰(zhan)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)EEPROM和NOR Flashdeshiyongshang。xiangbizhixia，youyuxinnengyuanqichelingyudejiaogaofujiazhi
，yijiduichuangxincunchujishudecainagengweijiji，yinci，fushitongjinxingledaliangdeshichangkaituo，zhiliyutigongfuheqichedianzixuqiudexianjincunchujiejuefangan。yiBMS為例，每一顆電池芯片都需要記錄各種數據
，並保持一致性，記錄的數據包括電池的SOC、狀態的SOH，以及電池壽命和充放電周期的信息。對於此類應用
，所需的存儲器必須支持高速及頻繁的寫入操作。兩年前

，歐洲宣布將實施“電池護照”製度


，規定從2027年起
，所有進入歐洲市場的電池必須持有符合要求的“電池護照”。馮feng逸yi新xin認ren為wei
，在zai新xin能neng源yuan領ling域yu，尤you其qi是shi中zhong國guo市shi場chang，電dian池chi的de回hui收shou與yu二er次ci利li用yong變bian得de日ri益yi重zhong要yao，未wei來lai若ruo要yao與yu國guo際ji標biao準zhun接jie軌gui，實shi現xian電dian池chi護hu照zhao的de通tong行xing
，就jiu必bi須xu依yi賴lai高gao性xing能neng的de存cun儲chu技ji術shu作zuo為wei支zhi撐cheng
，FeRAM是唯一能推動電池護照係統的存儲解決方案。

FeRAM在汽車電子領域的應用

“由於市場需求旺盛，汽車級產品在過去兩年經曆了諸多升級。從前的新能源電池包、電池管理係統（BMS）、車載通信終端（TBOX）
、行車記錄儀，乃至先進的胎壓監測係統
，通常都需要使用符合AEC-Q100標準的SPI接口。近年來，市場上還出現了對I2C接口的汽車級產品的需求，為此
，我們專門進行了產品線的補充和完善。目前

，我們不僅能提供高達1Mbit的大容量存儲，同時還實現了小型化封裝。”馮逸新補充到。

四、從醫療應用到船舶、工程
，ReRAM實現全方位布局

醫療領域值得一提是助聽器。助聽器裏有一個lookup table用於根據個人聽力和語言能力存儲定製數據，佩戴助聽器後
，設備會讀取這些數據，以幫助用戶恢複正常的聽力水平。“目前，全球能夠實現ReRAM量產的廠商寥寥無幾。富士通在這一領域已積累了十多年的豐富經驗
，並已成為歐洲最大助聽器公司的供應商。”馮逸新說，“現在，我們還在正積極開拓可穿戴設備市場，並致力於更深入的發展。”

ReRAM在助聽器領域的應用

除此之外

，富士通的FeRAM和ReRAM的應用範圍還延伸到了多個領域，包括船舶、gongchengjinongyejixiedezhinenghuashengji，youxiyuleqixiedetiyangexin，yijiyunduanjisuandeshujuzhongxinyouhua。zailouyuzidonghuayutongxinjichusheshizhong，zhexiejishutongyangbanyanzhezhongyaojiaose，tishenglexitongdexiaolvyukekaoxing。ciwai，biaoqianhezhinengkadeanquanxingzengqiang，yijikechuandaishebeidegongnengtuozhan，yedoudeyiyuFeRAM和ReRAM的貢獻。馮逸新對這些多樣化的應用的分享，也展示了這兩種存儲技術在推動現代科技進步方麵的廣泛影響力。

高速、大容量：下一代FeRAM的產品迭代路徑明確

FeRAM在市場上應用規模相對較小，主要原因在於兩大瓶頸：一是其容量有限
，當前最大容量僅為8Mbit；二是較高的成本，限製了其更廣泛的應用。“關於未來如何實現大容量的發展
，通常的做法是在現有的8Mbit基礎上，通過堆疊技術疊加多個單元來擴展容量，例如疊加兩個單元可以達到16Mbit，疊加四個單元則可達到32Mbit。”馮逸新分享道，“在速度方麵，MRAM和SRAM的速度通常為35納秒（ns），而富士通目前最快的FeRAM為120ns。展望未來，我們計劃在下一代技術中實現速度的提升，目標是將產品的響應時間縮短至35ns。”

在演講的最後，馮逸新分享了富士通未來的計劃，主要包括兩個方麵：首先，針對SRAM+battery組合，鑒於市場對電池管理提出了環保低碳的要求
，存儲的發展方向將是消除對電池的依賴。其次
，對於SRAM+EEPROM（或NVSRAM）組合，該配置與FeRAM相似，用現有量產FeRAM產品也可以替換，但是新一代高速FeRAM可以滿足與SRAM一樣的高速寫入需求的應用。馮逸新表示，未來的研究與開發工作將緊密貼合市場需求
，致力於進一步提升FeRAM 的速度性能。同時，還將推進Quad（四線）SPI產chan品pin的de研yan發fa
，以yi滿man足zu如ru遊you戲xi機ji和he高gao端duan工gong廠chang自zi動dong化hua等deng對dui數shu據ju傳chuan輸shu速su率lv有you著zhe更geng高gao要yao求qiu的de應ying用yong領ling域yu的de特te殊shu需xu求qiu。通tong過guo這zhe些xie技ji術shu創chuang新xin，富fu士shi通tong旨zhi在zai為wei客ke戶hu提ti供gong更geng快kuai的de響xiang應ying時shi間jian和he更geng高gao的de數shu據ju處chu理li能neng力li
，從cong而er推tui動dong相xiang關guan行xing業ye的de發fa展zhan和he技ji術shu進jin步bu。

富士通的高速並口接口FeRAM