在前不久落下帷幕的深圳國際電子展現場，聚集了大量專業(yè)觀眾的富士通展臺格外亮眼，而引發(fā)這場圍觀的“黑科技”之一就是已“上天入地”的鐵電隨機存儲器(FRAM)。據富士通展臺工程師介紹，從要抗宇宙輻射的衛(wèi)星裝置，到頗接地氣的無電池舒適智能家居設備，已處處可見這種先進非易失性嵌入式存儲技術的身影。除FRAM外，在本次展會上富士通還展示了繼電器Relay、設計可追溯管理工具SQTRACER等領先技術。

圖1：深圳電子展富士通展臺。

最具潛力的FRAM應用領域是哪些?

FRAM可以說天生傲驕，相較于傳統EEPROM的無延遲高速寫入、10萬億次高讀寫耐久性、10年以上數據保持時間、無電池低功耗等特性，以及優(yōu)于MRAM的抗電磁輻射能力，使得采用了FRAM的產品也成了高要求、高品質、高科技的象征。FRAM的上述特性可幫助拓展很多應有的想象空間，其中低功耗特性已被應用到助聽器、POS機、水表、氣表等場景中，高讀寫耐久性、高速寫入則為太陽能、電表、ATM機等提供極佳的解決方案，而高速寫入和數據保持的特性使其廣泛進入行車記錄、醫(yī)療器械、PLC等對嚴苛應用環(huán)境中。

圖2：按FRAM的性能劃分應用范圍。

富士通還受邀參加了本屆深圳電子展同期舉辦的第九屆中國國際醫(yī)療電子技術大會。會上，富士通電子產品管理部高級經理章堃重點向來賓介紹了FRAM針對醫(yī)療行業(yè)的優(yōu)勢特性和應用案例，同時還列舉了富士通FRAM在諸如智能家居、物聯網、機器人、工業(yè)控制等其它領域中的新興應用案例。

圖3：富士通產品管理部高級經理張堃

“基于我們多年的技術積累和自主制造能力，富士通的FRAM是非常具有競爭力的，小容量產品在智能卡、認證電子設備等領域表現出色，中容量產品已廣泛進入到三表、工業(yè)控制、汽車導航等領域，大容量產品將持續(xù)在SSD、醫(yī)療器械、電池管理、助聽器等領域發(fā)力。所有這些都是我們看好的潛力市場。”章堃介紹道。

圖4：按容量劃分FRAM應用范圍。

如何充分發(fā)揮FRAM特色?

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(yōu)勢合而為一，這使FRAM在以下應用領域中具有了較大的優(yōu)勢：

1. 頻繁數據記錄環(huán)境

更高寫入耐性的FRAM允許無任何限制的變更記錄。任何時間系統狀態(tài)和數據的改變，都將及時寫入到存儲器中，這樣可以保證系統可以頻繁存儲最新狀態(tài)和重要數據， 防止任何意外導致的數據丟失。。

2. 高噪聲環(huán)境

錯誤的概率跟窗口的大小成正比，在劇烈的噪音或功率波動情況下，EEPROM的寫入時間過長會出現漏洞(以毫秒衡量)，在此期間寫入可能被中斷，而FRAM的寫入執(zhí)行窗口少于200ns。

圖5：幾乎零延時的富士通FRAM高速寫入性能演示。

3. RFID系統

低功耗訪問在RFID系統中至關重要，因為能源消耗是與距離呈指數下降的。在非接觸式存儲器領域里，FRAM提供一個理想的解決方案，通過對射頻發(fā)射機和接收機改進寫入距離，降低運動的靈敏性以及降低射頻功率需求，使需要寫入的應用獲得優(yōu)勢。

4. 診斷和維護系統

在一個復雜的系統里，記錄系統失效時的操作歷史和系統狀態(tài)是非常寶貴的。由于FRAM具備高耐久性的特點，可以生成一個理想的系統日志，因而從計算機工作站到工業(yè)過程控制等不同的系統，都能從FRAM中獲益。

作為全球領先的ICT提供商，富士通不斷推陳出新，為市場帶來新產品新技術。“富士通在FRAM研發(fā)和制造上擁有豐富的經驗，從1995年開始量產，16年間已累計銷售25.8億片FRAM，并已形成自己的產品特色。一方面富士通的FRAM集成度較高，性價比非常有優(yōu)勢，另一方面富士通有自己的工廠，從設計到生產全方位保證了產品的質量，還有非常重要的一點是：富士通以不斷創(chuàng)新來滿足客戶的不同需求。”章堃深入分析了富士通的優(yōu)勢所在。

FRAM成高要求醫(yī)療電子最佳解決方案

健康產業(yè)被比爾·蓋茨喻為“未來能超越信息產業(yè)的重點產業(yè)”，而西方經濟學家則把它看作是繼IT產業(yè)后的“全球財富第五波“，這也反映了這一產業(yè)巨大的增長潛力。

在中國，醫(yī)療健康產業(yè)已經發(fā)展成為一個近4萬億的市場。這個市場在過去五年中保持了超過20%的年復合增長率，預計在未來五年它的規(guī)模還將翻一倍，達到8萬億，接近屆時中國GDP的10%。

圖6：2010~2018年醫(yī)療器械增長趨勢圖

富士通正加速在健康產業(yè)的布局，主要包括FRAM單體存儲器在醫(yī)療器械中的應用、FRAM RFID在醫(yī)療醫(yī)藥中的應用、FRAM認證芯片在醫(yī)療醫(yī)藥中的應用這三方面。

FRAM是高要求醫(yī)療器械的最佳解決方案，尤其適用于需要非易失性、頻繁記錄重要參數和高可靠性的產品。例如在監(jiān)護儀的應用中，FRAM的高可靠性為儲存設定參數提供保障，FRAM的高速讀寫/高讀寫耐久性可以實現對被監(jiān)護者信息的實時監(jiān)測，FRAM無需電池、大電容的特性使醫(yī)療器械更加節(jié)能環(huán)保，以上優(yōu)點還被廣泛應用于呼吸機、輸液泵、掃描儀、有線內視鏡等醫(yī)療器械中。

圖7：FRAM在監(jiān)護儀中的應用.

鐵電FRAM利用結晶的分極來保存數據，EEPROM則是利用電荷來保存數據。由于保存數據的原理不同，FRAM 比EEPROM更加適合應用于醫(yī)療醫(yī)藥行業(yè)。比如伽馬線和電子線滅菌易使EEPROM保存的數據丟失，而使用了FRAM標簽的醫(yī)療設備、包裝材料可以直接進行滅菌，標簽內的數據并不會消失。富士通FRAM RFID在醫(yī)療醫(yī)藥中的應用可分為自動識別、醫(yī)院管理、放射線耐性、醫(yī)院管理四個部分。

醫(yī)療醫(yī)藥認證是極為嚴格的檢測，對產品要求也較高，而FRAM很好地滿足了這一需求。需要注意的是，使用了FRAM的驗證芯片需要同時裝備于電子器械的主體和外設，驗證過程為：首先MCU向驗證芯片發(fā)送隨機數據，然后驗證芯片進行演算，并將演算結果加密后對MCU發(fā)出響應，最后由MCU對主體和外設的響應值進行驗證，響應值正確就判斷為成功。在這一過程中加密密鑰是保存在FRAM中的，這有效地保護了數據的安全。

圖8：FRAM在通用驗證芯片中的應用

FRAM RFID技術助力物聯網發(fā)展

近年，萬物互聯已成全球發(fā)展趨勢。據Gartner(高德納咨詢公司)和麥肯錫等調研機構預測，全球連接到互聯網上的設備到2020年將超過260億臺，這意味著萬物互聯每年將為全球經濟帶來高達3.9萬億至11.1萬億美元的影響力。隨著聯網設備的增加，如何使其更加安全、便捷、節(jié)能逐漸成為人們關注的焦點。

關于富士通FRAM在物聯網領域的應用，章堃分享道：“日本某知名廠商正研發(fā)新一代的智能馬桶，利用富士通最新的FRAM RFID技術，實現了控制器的去電池化，借助外部極小的能量便可啟動控制器實現對馬桶的控制，省去了布線、換電池的麻煩。”

圖9：FRAM RFID的廣泛應用

據章堃透露，2017年中富士通有望將量產新一代FRAM產品，集成度更高，會加入更多邏輯，集成一些傳感器，針對非電池系統，可以替代部分MCU的功能。新一代產品可以實現信息的收集，其中一個非常典型的應用例子是電子紙，可用來存儲超市出售商品的各種信息供消費者參考。

“FRAM的未來值得期待，而富士通FRAM新產品同樣值得期待!”他表示。