在海量的固態存儲技術已經非常廣泛應用、雲存儲正在盛行的今天，還有一種KB、MB量級的存儲技術大賣
，並且在物聯網、醫療電子、消費電子
、工業電子……幾乎所有的行業中無處不在。這種存儲技術就是鐵電存儲器（FRAM）。在近日於深圳舉辦的易維訊年度中國ICT媒體論壇上

，富士通半導體(上海)有限公司市場部經理蔡振宇分享了FRAM產品在應用中的獨特技術特性優勢，特別是FRAMRFID和認證FRAM方麵眾多的創新應用案例對電子產品的設計具有很好的創新啟發，受到與會嘉賓的關注。

圖1. 富士通半導體(上海)有限公司市場部經理蔡振宇發表“FRAM為您係統創新而生”主題演講

DEMO演示FRAM特性——“多、快、省”

擁有15年FRAM量產經驗的富士通半導體，已經走在技術與市場的前列。而我們將從一個現場Demo演示開始，為您呈現FRAM的性能優勢。如下圖2所示，為富士通半導體的FRAM和EEPROM性能對比Demo演示圖。

圖2.富士通半導體FRAM和EEPROM性能對比Demo演示

演示本身並不複雜，一個照相機實時拍一張照片，然後將照片分別存儲到EEPROM和FRAM中，直觀的比較圖像數據寫入過程中EEPROM和FRAM的性能差異。在此演示中
，采用並口傳輸數據，FRAM大概用了0.19秒存儲數據
，而EEPROM大概用了6.23秒；FRAM存儲數據的比特率約為808kB/s，而EEPROM存儲數據的比特率約為24kB/s

；功耗方麵
，FRAM約為0.4mWs,而EEPROM約為61.7mWs。FRAM的快速讀寫和超低功耗特性顯而易見。

“‘多’、‘快’、‘省’可以形象的概括出FRAM的特點。‘多’指的是FRAM的高讀寫耐久性（1萬億次）的特點
，可以頻繁記錄操作曆史和係統狀態
；‘快’指的是FRAM的高速燒寫（是EEPROM的40000倍）特性
，這可以幫助係統設計者解決突然斷電數據丟失的問題；‘省’指的是FRAM超低功耗（是EEPROM的1/1,000）特性，特別是寫入時無需升壓。”蔡振宇指出。

FRAM除了和EEPROM相比具有明顯優勢外，其相比其他的存儲器，如FLASH和SRAM，也在性能上更勝一籌
，如下圖3所示，為其性能比較。

圖3. FRAM與其它存儲器的比較

寬泛的FRAM產品線——涵蓋SPI、IIC、並行接口，容量向16Mb邁進

由於掌握著從FRAM的研發、設計到量產及封裝的整個流程，加上多年的經驗，富士通半導體因而能始終保證FRAM產品的高質量和穩定供應。“我們的FRAM產品線相當寬泛，容量從4Kb到4Mb，涵蓋SPI和I2C串行接口、並行接口。未來富士通半導體還會不斷推出更多新品，逐步實現大容量化。我們已經在著手研發8Mb、16Mb的產品。”蔡振宇透露。

圖4. FRAM單體存儲器產品線

在通訊速度方麵，I2C接口能夠達到1MHz，SPI接口最快達到50MHz。“而在SPI接口的基礎上，我們今年後半年會推出QSPI的接口，這樣整個通訊速率就會達到和並口相當的數量級，這給客戶帶來很多好處。”蔡振宇指出，“QSPI隻有16到20個引腳
，而並口要至少40個引腳，並且QSPI可以達到和並口同樣的速率，對客戶而言就意味著能夠節省一些功耗和產品成本。”

據悉
，采用串行接口的FRAM可以替代EEPROM或串行閃存，而采用並行接口的FRAM產品可以代替低功耗SRAM或PSRAM (Pseudo SRAM)。在封裝方麵
，目前FRAM基本可以直接替換EEPROM，FRAM的封裝和EEPROM的封裝是完全兼容的。

據悉，富士通半導體的FRAM最開始是以日本國內應用為主，後來逐漸拓展至醫療、智能儀表、工業自動化設備等多元化應用領域。現在
，富士通半導體的FRAM主要包括三大類（單體FRAM、RFID和內嵌FRAM的認證芯片），在很多產業領域實現了批量應用，並促成了大量的創新應用案例。

技術優勢解決係列應用瓶頸

富士通半導體內嵌FRAM的RFID產品相比其單體FRAM產品是比較新的，而市場上常用的RFID產品嵌入的是EEPROM。與內嵌EEPROM的RFID產品相比，內嵌FRAM的RFID讀寫速度快很多，並且其抗輻射性比EEPROM高出不止一個數量級。如下圖5所示為FRAMRFID產品線。

圖5. FRAM RFID產品線

“和目前常用的EEPROMRFID相比
，FRAMRFID的容量會更大。市麵上比較多的RFID產品都是128b或是512b
，而客戶有往裏麵存儲更多信息的需求.”蔡振宇表示。

圖6.FRAM RFID創新應用

FRAMRFID的讀寫次數是1012，EEPROMRFID最多隻有一百萬次，這在某些應用場合下使用可能會有問題，例如高速收費。“開kai車che的de朋peng友you可ke能neng會hui有you這zhe樣yang的de經jing曆li
，在zai經jing過guo有you些xie高gao速su公gong裏li的de收shou費fei站zhan的de時shi候hou，您nin的de交jiao通tong收shou費fei卡ka在zai進jin站zhan和he出chu站zhan的de時shi候hou會hui無wu法fa讀du取qu，原yuan因yin是shi您nin的de交jiao通tong卡ka使shi用yong的de頻pin率lv比bi較jiao高gao
，而er這zhe些xie交jiao通tong卡ka又you都dou是shiEEPROM的RFID，超過了他的讀寫次數。”蔡振宇指出。

在工廠自動化和維護的應用中，在製造組裝生產線上的曆史數據、手冊
、lingjianxinxidengdoukeyibeixiejinbiaoqian，congersuoduanleduqushijian，shishengchanxiangouchenggengjiarouxinghua。juxi
，qicheshengchanxianlirudazhongqiche，qimeiniandeshengchanliangzhisuoyidouhuitisheng，shiyinweizaizhenggeqicheshengchanguochengzhongshiyongleFRAM RFID。

圖7.FRAM RFID應用於工廠自動化和維護

“如果要把生產線
、流水線變快
，那麼RFID讀取速度也要變快。富士通半導體的118C就成功的運用在這樣的領域。”蔡振宇表示，“此外，將零件的維護信息和操作曆史數據記錄在標簽內
，還可飛躍性的地提高飛機、基礎設施、土木等維護操作的工作效率。”

而在醫療和醫藥中更加少不了FRAM RFID，其被用於諸如手術台的追溯、藥劑盒子
、類似於穿刺
、血透的管子等中。美國和歐洲的國家會有很多接觸到醫療器械的地方，需要經過伽瑪放射性消毒
，FRAM對輻射有很強的耐受性。基於FRAM的RFID可輕鬆通過標準醫療滅菌過程
，而基於EEPROM的RFID在這一過程中信息會被破壞。

圖8.FRAM RFID應用於生化
、醫藥、醫療

“從cong目mu前qian的de情qing況kuang來lai看kan，原yuan來lai是shi美mei國guo和he歐ou洲zhou在zai這zhe方fang麵mian的de應ying用yong需xu求qiu比bi較jiao多duo
，如ru今jin我wo們men慢man慢man地di看kan到dao，中zhong國guo的de醫yi院yuan和he中zhong國guo客ke戶hu也ye提ti出chu此ci類lei需xu求qiu。目mu前qian市shi場chang上shang隻zhi有you我wo們men的deFRAM的RFID能夠滿足這些需求。”蔡振宇表示。

此外，冷鏈控製也是FRAM RFID的用武之地，如果您要追溯運輸途中每一個結點溫度的變化，如何保證整個運輸途中都能在這個溫度以下？就需要在整個車箱裏加一個RFID的模塊，實時把數據傳到接收端，客戶讀一下就可以看出一小時運輸範圍內有沒有超過溫度係數、溫度範圍，擁有SPI接口的RFID可以實現這樣的應用。

創新的FRAM 認證芯片促進應用創新

FRAM 認證芯片是FRAM的又一創新應用。驗證芯片多應用於電子器械的與主機(例如：打印機等)相連的外設（例如墨盒）的真假鑒別,通過主機與外設之間的質詢-響應(Challenge & Response)來進行驗證的,從而鑒別出授權部件或非授權部件(真偽鑒別)。

圖9.通用驗證芯片的使用原理

“liru，dajiazaishiyongdayinjishidouyouzheyangdejingli，dayinjizhirenyuanzhuangdemohe，rushiyongjiamohedayinjijiuhuidanchujinggaoxinxi，tishiniyongledaobandemohe。zhezhongdayinjijiushishiyonglefushitongbandaotideFRAM認證芯片。”蔡振宇指出。

據蔡振宇介紹，這種實現方案是把一個芯片放在打印機裏麵，一個芯片放在墨盒裏，在打印機取墨時和對認證信息,以確定墨盒是否為原裝。由於打印機取墨很頻繁，一天打幾十次、幾百次都有可能

，EEPROM過一段時間就沒辦法使用了。所以FRAM的性能在這個時候充分滿足了客戶的需求。

類(lei)似(si)的(de)創(chuang)新(xin)應(ying)用(yong)還(hai)可(ke)以(yi)有(you)很(hen)多(duo)，據(ju)蔡(cai)振(zhen)宇(yu)介(jie)紹(shao)
，有(you)做(zuo)有(you)線(xian)內(nei)窺(kui)鏡(jing)的(de)廠(chang)商(shang)
，其(qi)內(nei)窺(kui)鏡(jing)有(you)一(yi)個(ge)轉(zhuan)換(huan)頭(tou)
，該(gai)廠(chang)商(shang)希(xi)望(wang)那(na)個(ge)轉(zhuan)換(huan)頭(tou)一(yi)定(ding)要(yao)匹(pi)配(pei)他(ta)的(de)內(nei)窺(kui)鏡(jing)片(pian)的(de)頭(tou)，於(yu)是(shi)把(ba)認(ren)證(zheng)芯(xin)片(pian)加(jia)到(dao)內(nei)窺(kui)鏡(jing)的(de)頭(tou)裏(li)，做(zuo)到(dao)類(lei)似(si)於(yu)墨(mo)盒(he)的(de)應(ying)用(yong)，自(zi)己(ji)的(de)機(ji)器(qi)隻(zhi)能(neng)配(pei)自(zi)己(ji)的(de)轉(zhuan)換(huan)頭(tou)。