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什麼是FRAM?

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FRAM(鐵電隨機存取記憶體)是被稱為FeRAM。這種記憶體採用鐵電質膜用作電容器來儲存資料。FRAM具有ROM(唯讀記憶體)和RAM(隨機存取器),在高速寫入、高耐受力、低功耗和防竄改方面具有優勢。

 


關於鐵電質

下面的圖表解釋了PZT晶體結構,這種結構通常用作典型的鐵電質材料。在點陣中具有鋯和鈦,作為兩個穩定點。它們可以根據外部電場在兩個點之間移動。一旦位置設定,即使再出現電場,它也將不會再有任何移動。頂部和底部的電極安排了一個電容器。那麼,電容器劃分了底部電極電壓和極化,超越了磁滯回線。資料以“1”或“0”的形式儲存。

PZT晶體結構和FRAM工作原理

FRAM Cell pzt-1_cgi-bin_document_document_search    Crystal structure of PZT(FER) pzt-2_cgi-bin_document_document_search    Hysteresis Loop of PZT pzt-3_cgi-bin_document_document_search

  1. 當加置磁場時就會產生極化。(鋯/鈦離子在晶體中向上或向下移動)
  2. 即使在不加置磁場的情況下,也能保持電極。
  3. 兩個穩定的狀態以“0”或“1”的形式儲存。

記憶體分類中的FRAM

FRAM in Memory Classification category_cgi-bin_document_document_search

* 非揮發性:即使沒有上電,也可以保存所儲存的資訊。


優勢

與傳統記憶體相比,FRAM具有下列優勢:

非揮發性

  • 即使沒有上電,也可以保存所儲存的資訊。
  • 與SRAM相比,無需電池(環保產品)

更高速度寫入

  • 像SRAM一樣,可覆寫
    不需要擦除指令
  • 對於擦/寫操作,無等待時間
    寫入週期時間 =讀取周期時間
    寫入時間: E 2 PROM的1/30,000

具有更高的耐受力

  • 確保最大1012寫入周期(100萬兆周期)/位的耐久力
    操作壽命:超過100萬次的 E2PROM

具有更低的功耗

  • 不需要使用加壓電路
    功耗:低於1/400的E2PROM

表1. FRAM和其它器件間規格差異的比較表

表1. FRAM和其它元件間規格差異的比較表

FRAM E2PROM Flash SRAM
記憶體類別 非揮發性 非揮發性 非揮發性 揮發性
晶體結構*1 1T1C/2T2C 2T 1T 6T
資料改寫方法 覆寫 擦除+覆寫 扇面擦除+ 寫入 改寫
寫入周期時間 150ns*2 5ms 10µs 55ns
耐久力 最大 1012(1萬兆次周期*3*2 106(100萬次周期) 105(10萬次周期) 無限制
寫入操作電流 5mA(典型值)*2
15mA(最大值)*2
5mA(最大值) 20mA(最大值) 8mA(典型值)
-
待機電流 5µA(典型值)*2
50µA(最大值)*2
2µA(最大值) 100µA(最大值) 0.7µA(典型值)
3µA(最大值)

*1) T=電晶體. C=電容器
*2) 256Kb獨立的FRAM記憶體的技術規格
*3) 讀寫操作的總周期


富士通FRAM集成型產品


獨立記憶體(I2C/SPI/平行介面產品)

富士通半導體提供了獨立的記憶體,它具有FRAM的優勢,包括非揮發性、高速寫入、低功耗和更高的耐久力。你可以將其用於各種應用,如移動裝置,OA設備,數位電器和銀行終端等。

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