作者：周雅

新一代人工智能階段，存儲技術的需求暴增，因為層出不窮的AI應用，尤其是深度學習模型的訓練和部署，需要處理和存儲海量數據。

在這當中，有一款存儲器件，能耐高溫（125°C），甚至部分耐高溫產品還能扛住嚴苛的汽車行業AEC-Q100標準，傳輸速度飛快（50MHz、108MHz），且是絕對的省電小能手（1.65V），身材還小巧（DFN封裝、不占地方），內存容量也給力（8Mbit）。它就是——FeRAM，中文名為“鐵電存儲器”。

FeRAM由于上述獨特的物理特性，就像行業應用里的萬能鑰匙，被認為是制造非易失性存儲設備的理想選擇。根據VMR數據顯示，FeRAM市場規模在2023年達到13億美元，或將在2030年達到22億美元。

作為FeRAM存儲器產品主要供應商之一，富士通半導體（即將更名為RAMXEED）一直致力于高性能存儲器FeRAM和ReRAM的研發，以及以FeRAM、ReRAM為基礎的定制存儲器產品的開發。

所以講FeRAM的故事之前，我們有必要先了解富士通半導體這家公司。

“我們深耕FeRAM二十余年，產品可廣泛應用于汽車電子、工業控制、表計、助聽器等重要基礎行業，覆蓋從個體到企業、從私人到公共。”近日在第12屆中國硬科技產業鏈創新趨勢峰會暨百家媒體論壇期間，富士通半導體科技（上海）有限責任公司總經理馮逸新分享道。

富士通半導體科技（上海）有限責任公司總經理馮逸新

RAMXEED的前世今生

在日本，新干線沿線有個號稱“硅谷”的地方，叫做橫濱，這里聚集了大量的半導體公司身影，比如臺積電、三星、美光、AKM等，當然，富士通半導體存儲解決方案有限公司總部也落在這里。

曾經在80年代，富士通作為IDM(Integrated Device Manufacturer垂直整體制造商)，曾經擁有自己的wafer加工廠和封測廠，一度躋身成為全球Top級半導體供應商。

而后因為種種原因發展受限。富士通半導體從2000年退出SRAM、DRAM的市場，2005年退出NAND Flash、NOR Flash，2012年退出ASIC、MCU、AnalogIC 市場，將ASIC業務與Pansonic半導體合資成立索喜（Socionext），將MCU和AnalogIC業務出售給當時的SPANSION，該公司后來被CYPRESS收購，成為Infineon的一部分。

在過去六年內，富士通半導體做了一項重大決策，即將于2025年1月1日起，正式更名為RAMXEED。這一更名，背后其實是轉型與專注的結果。

現在，即將以RAMXEED名字示人的富士通從新出發，只專注于高性能存儲器FeRAM和ReRAM，和以FeRAM、ReRAM為基礎的一些定制產品。

據悉，富士通從1995年開始研發FeRAM，于1996年率先推出Ramtron，當時富士通給Ramtron做wafer process代工服務，后來的幾年內也推出了自家的FeRAM產品。

“從1999年開始量產至今，富士通已向市場交出44億片FeRAM存儲器產品的答卷。”馮逸新介紹說，目前公司產品主要面向日本（51%）、中國及其他亞太地區（28%）、歐洲（19%）、美洲市場（2%）。其中，面向日本市場主要以定制芯片ASIC為主）；在中國市場，面向中國臺灣主要銷售FA和醫療電子標簽，面向中國大陸主要是表計、FA、新能源汽車充電樁、PV（光伏發電的設備）逆變器和儲能應用。

新型存儲器走上臺前

通常我們講存儲器，它的分類有很多，其中一個分類是「非易失性存儲器」，比如FeRAM、EEPROM、NOR Flash、NAND Flash，還有一個分類是「易失性存儲器」，比如SRAM（靜態隨機存取存儲器）、DRAM（動態隨機存取存儲器）。

從目前整個存儲器市場來看，NOR Flash、NAND Flash和DRAM占據了98%的份額，而包括FeRAM在內的利基市場則占據了剩余的2%。

然而在智能化時代里，萬物智聯，存儲行業市場空間將進一步加大，對數據存儲在速度、功耗、容量、可靠性層面也將提出更高要求，所以市場正在悄悄發生變化。

在易失性存儲器中，SRAM、DRAM最大的特點是，隨機覆蓋寫入，不需要擦除操作，且寫入速度很快。在非易失性存儲器里，Flash和 EEPROM的特點是，下電之后保存重要數據。

而FeRAM（鐵電隨機存取存儲器Ferroelectric RAM），也稱為FRAM（FRAM是Ramtron、Cypress、Infineon的注冊商標，富士康注冊為FeRAM）。FRAM并非使用鐵電材料，只是由于存儲機制類似鐵磁存儲的滯后行為，因此得名。

FeRAM同時結合了易失性存儲器、非易失性存儲器的特點。首先，FeRAM的讀寫速度達到納秒級，遠超NOR Flash和EEPROM；其次，FeRAM的讀寫耐久性極高，讀寫次數有1014之多，某種程度上相當于無限次讀寫，這是EEPROM和NOR Flash所無法比擬的；最后，FeRAM還具有低功耗的特點。

基于這些特點，FeRAM雖然目前份額不大，但卻因為上述獨特優勢，依然扮演著不可或缺的角色。比如一些實時寫入、掉電保護場景，以及在電表等需要頻繁讀寫的應用場景，都是主流選擇。

總而言之，目前新型存儲器主要有4種：鐵電存儲器（FeRAM），阻變存儲器（ReRAM），磁性存儲器（MRAM），相變存儲器（PCM）。

而其中說到ReRAM，目前也在全球受關注。馮逸新指出，業界普遍認為，NOR Flash到了下一代時，工藝會陷入瓶頸，未來能替代NOR Flash的正是ReRAM。ReRAM可以被視為EEPROM的加強版，具有更大的容量、更小的DIE（芯粒）尺寸、以及更低的讀出功耗。這些特性，使得ReRAM特別適合于助聽器等對寫入需求不高、但對讀出功耗和尺寸有嚴格要求的應用場景。

只不過，目前ReRAM的量產容量仍有限，最大僅為12Mb。要真正替代NOR Flash，ReRAM的容量還需大幅提升至16Mb至1Gb之間。目前，包括海力士、中芯國際等知名半導體公司都在積極研發ReRAM相關技術。

作為實現ReRAM量產的少數半導體供應商之一，RAMXEED的ReRAM產品已達到12Mb的容量。

圖：富士通FeRAM/ReRAM存儲器的市場定位

產業應用全面開花

根據馮逸新的介紹，RAMXEED在FeRAM/ReRAM的市場應用也非常廣泛。

首先是智能電網。包括傳統的智能電網，比如各種發電、送電、變電、用電相關設備。此外，還有光伏發電、儲能和變電。“最關鍵的是汽車充電樁，這是我們在中國大陸深耕二十多年，FeRAM銷量的重要來源之一。”馮逸新強調。

其次是在汽車、船舶、工程機械等領域的應用。在汽車電子領域，覆蓋新能源汽管理系統、TBOX、行車記錄儀等，近幾年新增了一些來自工程機械、農協機械的市場需求。

第三是工廠自動化。“自動化是FeRAM的主要應用方面，全球很多相關公司都是我們主要的客戶，包括施奈德、西門子、臺達等，還有中國知名的數控機床供應商、中國排名前五的FA供應商等，而近幾年是在編碼器方面的應用較多一些。”馮逸新分享道。

編碼器分為光學、有磁式兩類，在工廠自動化控制和新能源汽車領域里，磁式旋轉編碼器發展是一個潮流。然而，傳統的磁式旋轉編碼器里有一個電池，但現在電池在歐洲受到比較嚴格的管控。如何做到無電池的編碼器，就需要特有技術，從高速寫入、到讀寫耐久性、超低功耗和內置二進制計數器的FeRAM來扮演這個角色。

第四，在醫療應用各方面，助聽器會用到ReRAM，呼吸機會用到FeRAM，例如澳大利亞公司的瑞思邁(ResMed)，此外，還有CT掃描、PMS（病房監護儀）。

第五是游戲，包括游戲機、老虎機、彈子機等。如果游戲機涉及到一些精確性問題，比如關鍵數據的記錄，FeRAM則更適合。

第六是云計算。這主要針對伺服器里的RAID控制卡，因為RAID控制卡需要高速讀寫、次數更高的新一代存儲器，MRAM、NVSRAM、FeRAM都是該領域主要應用的存儲器。

第七是樓宇自動化，比如橫河電機、霍尼韋爾、日立（廣州）、上海三菱電梯的控制器都在使用FeRAM。

第八，在通訊方面，主要應用在5G。馮逸新指出，“5G的發展需要高速的存儲器，此外基地和用戶之間還需要一個中繼器，這里面也需要高速的存儲器。”

第九，是標簽和智能卡的應用。當我們談及半導體國產化的同時，產品自動管理方面也在國產化。該領域的頭部公司是巴魯、西門子，而在最近幾年，一些大型新能源電池包的生產、光伏太陽能板、以及手機的生產自動化逐漸也在國產化。“富士通的FeRAM RFID電子標簽也在發揮作用。”馮逸新強調。

第十是助聽器。“在這方面，包括一些來自澳大利亞的公司、歐洲的公司都在用我們的產品，此外我們還在開拓可穿戴市場，但需要我們繼續開發應用。”馮逸新表示。

總而言之，從過去80年代的半導體到現在，富士通還積累了一些無線供電技術（FRID），以及一些識別微弱信號的模擬傳感器技術，致力于為客戶創造更高的附加價值。

馮逸新最后指出，“更名為RAMXEED之后，我們也將持續研發，根據市場的需求，我們可以把速度做得更快，主要的應用范圍包括FA、樓宇控制、RAID控制卡、FPGA的程序存儲。”