近十年來，在高速成長的非易失性儲存器(nvm)市場的推動下，業界一直在試圖利用新材料和新概念發明一種更好的儲存器技術，以替代快閃儲存器技術，更有效地縮小儲存器，提高儲存效能。目前具有突破性的儲存技術有鐵電ram(fram)、磁性ram(mram)、相變ram(pram)或其他相變技術。本文將分別介紹這些技術的特點、比較和研發進展。
新一代儲存技術顯現「多、快、省」特點
mram是一種非易失性磁性隨機儲存器。它擁有靜態隨機儲存器(sram)的高速讀取寫入能力及動態隨機儲存器(dram)的高整合度，基本上可以無限次重複寫入。其設計原理非常誘人，它通過控制鐵磁體中的電子旋轉方向來達到改變讀取電流大小的目的，從而使其具備二進位制資料儲存能力。mram的主要缺點是固有的寫操作過高和技術節點縮小受限。
為了克服這兩大制約因素，業界提出了自旋轉移矩ram(spram)解決方案，這項創新技術是利用自旋轉換矩引起的電流感應式開關效應。儘管這一創新方法在一定程度上解決了mram的一些常見問題，但還有很多挑戰等待研究人員克服，如自讀擾動、寫次數、單元整合等。
目前，mram只侷限於4mb陣列180nm工藝的產品。另外，mram的生產成本也是個不小的問題。mram研發可分為三大陣營，除了東芝、海力士之外，三星電子也在進行研發。
pram是最好的快閃儲存器替代技術之一，能夠涵蓋不同非易失性儲存器應用領域，滿足高效能和高密度兩種應用要求。它利用溫度變化引起硫系合金(ge2sb2te5)相態逆變的特性，利用電流引起的焦耳熱效應對單元進行寫操作，通過檢測非晶相態和多晶相態之間的電阻變化讀取儲存單元。
從應用角度看，pram可用於所有儲存器，特別適用於消費電子、計算機、通訊三合一電子裝置的儲存器系統。常用相變材料晶態電阻率和結晶溫度低、熱穩定性差，需要通過摻雜來改善效能。
目前，人們也在尋找效能更加優良的相變材料，以最大限度地發揮pram的優越性。
fram是一種隨機訪問儲存器技術，已成為儲存器家族中最有發展潛力的新成員之一。它使用一層有鐵電性的材料取代原有的介電質，使得它也擁有像eeprom一樣的非易失性記憶體的優勢，在沒有電源的情況下可以儲存資料，用於資料儲存。fram具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優點。
作為非易失性儲存器，fram具有接近sram和dram等傳統易失性儲存器級別的高速寫入速度，讀寫週期只有傳統非易失性儲存器的數萬分之一，但讀寫耐久性卻是後者的1000萬倍，達到了10萬億次，可實現高頻繁的資料紀錄。
目前，廠商正在解決由陣列尺寸限制帶來的fram成品率問題，進一步提高儲存密度和可靠性。今天，fram技術研發的主攻方向是130nm工藝的64mb儲存器。目前，富士通半導體集團控制著fram的整個生產程式，在日本有晶元開發和量產及組裝設施。
逐漸在物聯醫療領域應用
相對傳統儲存技術，新一代儲存具備自身的優勢與特點。以fram為例，以「多、快、省」的特點在業界獨樹一幟，有助於解決應用瓶頸，促進產品創新。
「多」是指fram的高讀寫耐久性(10萬億次)的特點，可以頻繁記錄操作歷史和系統狀態;「快」是指高速燒寫特性，可以幫助系統設計者解決突然斷電丟失資料問題;「省」是指fram超低功耗的特性，特別是寫入時無需公升壓。
將照相機實拍的一張**分別儲存到eeprom和fram中，直觀比較影象資料寫入過程中eeprom和fram的效能差異。可以發現使用並口傳輸資料，fram儲存資料用了約0.19秒，而eeprom用了約6.23秒;fram儲存資料的位元率約為808kb/s，而eeprom儲存資料的位元率約為24kb/s;功耗方面，fram約為0.4mw，而eeprom約為61.7mw。fram的快速讀寫和超低功耗特性顯而易見。
過去幾年，富士通fram在中國的電力儀表(三相表和集中器)、工業控制、辦公裝置、汽車音響導航儀器、遊戲機、rfid、醫療器械及醫療電子標籤等行業取得了可喜成績。其fram主要包括三大類(單體fram、rfid和內嵌fram的認證晶元)，在很多產業領域實現了批量應用，並促成了大量的創新應用案例。
不同儲存器都有其各自的優勢和缺點，而儲存器市場需要更高密度、更高速度、更低功耗、具有非易失性且**便宜的儲存器產品，所以由消費類產品驅動的儲存器市場在呼喚效能更優儲存器技術。
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