鐵電存儲器FRAM詳解:

鐵電存儲器（FRAM）產品將ROM的非易失性數據存儲特性和RAM的無限次讀寫、高速讀寫以及低功耗等優勢結合在一起。FRAM產品包括各種接口和多種密度，像工業標準的串行和并行接口，工業標準的封裝類型，以及4Kbit、16Kbit、64Kbit、256Kbit和1Mbit等密度。
        非易失性記憶體掉電后數據不丟失。可是所有的非易失性記憶體均源自ROM技術。你能想象到,只讀記憶體的數據是不可能修改的。所有以它為基礎發展起來的非易失性記憶體都很難寫入，而且寫入速度慢，它們包括EPROM（現在基本已經淘汰）,EEPROM和Flash，它們存在寫入數據時需要的時間長，擦寫次數低,寫數據功耗大等缺點。
(圖片一)

        FRAM 提供一種與RAM一致的性能,但又有與ROM 一樣的非易失性。 FRAM 克服以上二種記憶體的缺陷并合并它們的優點，它是全新創造的產品，一個非易失性隨機存取儲存器。


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。


        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并設置記憶體。移去電場后中心原子保持不動，記憶體的狀態也得以保存。FRAM 記憶體不需要定時刷新，掉電后數據立即保存，它速度很快，且不容易寫壞。
        FRAM存儲器技術和標準的CMOS制造工藝相兼容。鐵電薄膜被放于CMOS base layers之上，并置于兩電極之間，使用金屬互連并鈍化后完成鐵電制造過程。
        Ramtron 的FRAM 記憶體技術從開始到現在已經相當成熟。 最初FRAM 記憶體采用二晶體管/ 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制造工藝不再需要在鐵電存儲器每一單元內配置標準電容器。 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并且降低了FRAM存儲器產品的生產成本。
        Ramtron公司現采用0.35微米制造工藝，相對于現有的0.5微米的制造工藝而言，這極大地降低芯片功耗，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、高檔服務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并在全世界范圍內得到廣泛的應用。
鐵電應用
數據采集與記錄
        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。數據采集通常包括采集和存儲兩部分，系統所采集的數據（(除臨時或中間結果數據外)需要在掉電后能夠保存，這些功能是數據采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。
參數設置與存儲
        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。參數存儲用于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，數據采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,打印機, 工業控制, 機頂盒 (Set-Top-Box), 網絡設備（網絡調制解調器）和大型家用電器。

非易失性緩沖
        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.。由于資料的重要性, 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，未來將應用于硬盤非易失性高速緩沖存儲器。
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行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：便攜式設備中的一體化存儲器，使用低端控制器的任何系統。

類型元件：