后來者居上，FRAM助力中國高端醫療電子系統關鍵設計

　　如今，當您在一些醫院就診時，您可能會看到醫生正拿著平板電腦診療、查房。這可不是普通的平板電腦，它采用了防酒精的專業面板。您知道嗎，其實在醫院中，電子設備除了要防酒精外，還必須抗輻射，這是因為醫院常常要對貼有RFID標簽的物品進行輻射消毒，而采用富士通半導體的能夠抵抗高達50kGy伽瑪射線消毒的非易失性隨機存儲器——FRAM(鐵電隨機存儲器)的RFID在通過輻射消毒后數據不會被破壞。

　　除了抗輻射，FRAM還具有高速/高讀寫耐久性和低功耗的特性，這些獨一無二的優勢使得FRAM在醫療領域脫穎而出，贏得了更廣泛的應用和用戶的青睞。“FRAM早已經被用于CT掃描機和其他大型設備當中，在較小型醫療設備中的使用也在不斷增加。為了在醫療設備和生物制藥的生產控制實現認證的目的，內嵌FRAM的RFID也變得越來越普及。”在日前舉行的第七屆中國國際醫療電子技術大會(CMET2014)上，全球領先的FRAM供應商富士通半導體的系統存儲器事業部副總裁松宮正人先生表示。

       圖1. 富士通半導體系統存儲器事業部副總裁松宮正人先生在CMET2014上演講。

　　非易失性、高速、無需后備電池——滿足醫療電子系統設計苛刻的性能要求

　　在關乎人們生命安全的醫療電子領域，迫切需要即使是在電源關閉的狀態下也能存儲數據的存儲器，而且還要在低功耗下高速工作，要求存儲器具有高讀寫循環耐久性。此外，由于通過伽馬射線和電子滅菌在醫療領域也是很普遍的，這要求存儲器具有抗輻射性， 而FRAM所具有的獨特優勢能夠滿足所有這些醫療領域的苛刻要求。

　　與傳統的非揮發存儲器相比，FRAM的功耗要小很多，而且寫入速度更快。對于類似的寫入，FRAM功耗只有EEPROM的1/1000。FRAM的寫入時間是EEPROM的1/40000，達到SRAM和DRAM這些傳統易失性存儲器的級別。而且，FRAM的讀/寫耐久性能遠遠優于EEPROM和Flash存儲器。EEPROM和Flash存儲器能寫入大約100萬次(10^ 6次)，FRAM最高可寫入1萬億次，或者說寫入次數可以達到前兩種存儲器的100萬倍以上。

  圖2. 鐵電FRAM相比E2PROM的優勢。

　　特別值得一提的還有FRAM是利用鐵電極化技術保存數據的鐵電存儲器，這意味著在遭受輻射時也不會發生數據丟失問題。如果是EEPROM和Flash存儲器，保存數據取決于電荷是否存在于器件的存儲區，輻射會引起電荷漂移，導致數據被破壞。

　　“富士通半導體使用成熟技術生產FRAM的時間已經超過10年。我們從1999年開始量產，15年已經累計銷售達到25.8億片FRAM產品。去年我們擴展了大容量的FRAM產品線，在市場上受到廣泛好評。”松宮正人先生表示。

　　寬泛的FRAM產品線——涵蓋SPI、IIC、并行接口，容量向8Mb邁進

　　如下圖3所示，富士通半導體提供寬泛的FRAM產品，容量從4Kb到4Mb，涵蓋SPI和IIC串行接口、并行接口。采用串行接口的FRAM可以替代EEPROM或串行閃存，而采用并行接口的FRAM產品可以代替低功耗SRAM或PSRAM (Pseudo SRAM)。

　　
圖3.富士通半導體 FRAM產品線涵蓋SPI、IIC、并行接口。

　　“唯一的不足是目前的最大容量只能支持到4Mbit，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的產品。”松宮正人透露。

　　而在封裝方面，目前FRAM基本可以直接替換EEPROM，如下圖4所示，FRAM的封裝和EEPROM的封裝是完全兼容的。

圖4. FRAM單體存儲器封裝系列。