富士通半导体的 “芯” 征程:FeRAM 引领存储革新

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富士通半导体的 “芯” 征程:FeRAM 引领存储革新

“时隔六年,我们再次来到了 E 维智库平台。过去六年当中,我的年龄长了六岁,我们的产品也做了很多升级……”RAMXEED(原富士通半导体)总经理冯逸新在E维智库第12届中国硬科技产业链创新趋势峰会暨百家媒体论坛上感慨地说道。富士通半导体,这个在半导体历史长河中留下深刻印记的名字,有着辉煌的过去。

富士通半导体:从辉煌到转型的传奇历程

回溯到 80 年代,富士通在半导体领域堪称世界顶级,位居 TOP5。然而,国际竞争的风云变幻,美国的打压使富士通的发展之路出现波折,也意外地推动了韩国半导体产业的崛起。此后,富士通在半导体市场进行了一系列重大战略调整。2000 年,退出 SRAM、DRAM 市场;2005 年,告别 NAND Flash、NOR Flash;2012 年,从 ASIC、MCU、AnalogIC 市场抽身。在这个过程中,公司架构和业务不断变化,比如 ASIC 部分与松下半导体合资成立索喜,MCU 和 Analog 业务转手他人。

但富士通的半导体故事并未结束,而是以新的面貌 ——RAMXEED 继续前行。富士通半导体总部位于日本新横滨,这个有着 “日本版硅谷” 之称的地方,是众多半导体公司的聚集地。冯逸新提到:“其实富士通在 80 年代属于世界顶级的半导体供应商…… 新横滨是新干线通过的地方,这里半导体产业发达。” 如今,富士通半导体专注于高性能存储器 FeRAM 和 ReRAM 以及相关定制产品,生产销售主要集中在日本、亚太地区(中国和中国台湾)。

FeRAM 的神奇魅力:特性与多元应用场景大揭秘

“FeRAM 就像是行业应用的一把万能钥匙。” 冯逸新自豪地介绍着。富士通全新一代的 FeRAM 有着令人瞩目的特性,它能在 125°C 的高温环境下稳定工作,传输速度可达到 50MHz、108MHz,工作电压仅 1.65V,功耗极低,采用 DFN 封装,体积小巧,内存容量可达 8Mbit,部分产品还能满足汽车行业 AEC – Q100 标准。

在与传统 Memory 的对比中,FeRAM 的优势更加凸显。冯逸新指出:“FeRAM 的写入方式是覆盖写入,NOR Flash、EEPROM 需要擦除的操作,读写速度 FeRAM 更快,是纳秒级的,而且读写耐久性超强,读写次数有 1013、1014 之多。” 这种特性使得 FeRAM 在电表等需要实时写入和掉电保护、高读写次数的应用场景中占据绝对优势。

FeRAM 的应用领域极为广泛。在智能电网领域,从发电、送电、变电到用电相关设备,以及光伏发电、储能和变电设备,还有汽车充电桩,都有 FeRAM 的身影。冯逸新说:“这是我们在中国大陆深耕二十多年,FeRAM 销量的重要来源之一。” 在汽车电子方面,新能源汽车管理系统、TBOX、行车记录仪等都在使用 FeRAM,工程机械、农协机械等领域的市场需求也在不断增加。

工厂自动化是 FeRAM 的主要 “战场” 之一,施耐德、西门子、台达等知名企业都是富士通重要客户。尤其是在编码器领域,随着磁式旋转编码器的发展,传统带电池的编码器因电池管控问题面临挑战,而 FeRAM 的高速写入、读写耐久性、超低功耗和内置二进制计数器的特性,完美地解决了无电池编码器的难题。

在医疗领域,FeRAM 的作用也不容小觑。助听器使用 ReRAM(富士通可量产 ReRAM),而呼吸机(如瑞思迈等公司产品)、CT 扫描、病房监护仪等设备则使用 FeRAM。在游戏领域,日本的老虎机、弹子机以及中国台湾针对欧美的游戏机,对关键数据记录要求苛刻,FeRAM 能很好地满足需求。云计算中的伺服器 RAID 控制卡、楼宇自动化中的电梯控制(如日立、上海三菱电梯的控制器)、通讯领域的 5G 基站和中继器、标签和智能卡(如富士通的 FeRAM RFID 电子标签)等,FeRAM 都发挥着独特的作用。

FeRAM ,挑战与机遇并存

“FeRAM 在市场上的应用量并不算大,主要的瓶颈有两个,一是容量太小,目前最大容量是 8Mbit;二是成本比较高。” 冯逸新坦诚地指出了 FeRAM 面临的问题。

在成本方面,这与 FeRAM 的工艺复杂性密切相关。冯逸新解释道:“FeRAM 的工艺太难,把 IP 开发好之后,真正到工厂流片直到生产还是很难的。它的控制电路太大,比如占 4/5,控制电路是无法缩小的。” 而且全球只有富士通和 Infineon 等少数公司掌握 FeRAM 技术,缺乏充分的市场竞争也在一定程度上影响了成本的降低。

面对这些挑战,富士通有着自己的规划。在容量提升上,计划通过叠加 DIE(晶粒)的方式扩大容量,从目前的 8Mbit 逐步提升到 32Mbit 甚至更高。在速度提升方面,目标是将写入周期和访问周期从 120ns 变为 35ns,提高产品性能。同时,在市场拓展方面,富士通看到了新的机遇。随着科技的发展,如中国智算中心的兴起、光模块向大容量高速化发展,以及智慧医疗等领域的需求增长,FeRAM 有望在这些领域进一步拓展应用。

在竞争格局中,虽然国内有一些厂商也在研发 FeRAM,但目前在性能上与富士通等还有差距。不过,冯逸新认为这是行业发展的积极信号:“国家支持国产化对国内厂商的发展对我们也是一种激励,对行业的发展也是一种好事。” 未来,富士通将继续努力,通过技术创新突破瓶颈,提高产品性价比,在全球半导体存储市场中占据一席之地。FeRAM 的发展之路虽然充满挑战,但也蕴含着无限机遇,它将在科技浪潮中持续前行,为行业带来新的可能。

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