后來者居上，F(xiàn)RAM助力中國高端醫(yī)療電子系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)

　　如今，當(dāng)您在一些醫(yī)院就診時(shí)，您可能會(huì)看到醫(yī)生正拿著平板電腦診療、查房。這可不是普通的平板電腦，它采用了防酒精的專業(yè)面板。您知道嗎，其實(shí)在醫(yī)院中，電子設(shè)備除了要防酒精外，還必須抗輻射，這是因?yàn)獒t(yī)院常常要對貼有RFID標(biāo)簽的物品進(jìn)行輻射消毒，而采用富士通半導(dǎo)體的能夠抵抗高達(dá)50kGy伽瑪射線消毒的非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器——FRAM(鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器)的RFID在通過輻射消毒后數(shù)據(jù)不會(huì)被破壞。

　　除了抗輻射，FRAM還具有高速/高讀寫耐久性和低功耗的特性，這些獨(dú)一無二的優(yōu)勢使得FRAM在醫(yī)療領(lǐng)域脫穎而出，贏得了更廣泛的應(yīng)用和用戶的青睞。“FRAM早已經(jīng)被用于CT掃描機(jī)和其他大型設(shè)備當(dāng)中，在較小型醫(yī)療設(shè)備中的使用也在不斷增加。為了在醫(yī)療設(shè)備和生物制藥的生產(chǎn)控制實(shí)現(xiàn)認(rèn)證的目的，內(nèi)嵌FRAM的RFID也變得越來越普及。”在日前舉行的第七屆中國國際醫(yī)療電子技術(shù)大會(huì)(CMET2014)上，全球領(lǐng)先的FRAM供應(yīng)商富士通半導(dǎo)體的系統(tǒng)存儲(chǔ)器事業(yè)部副總裁松宮正人先生表示。

       圖1. 富士通半導(dǎo)體系統(tǒng)存儲(chǔ)器事業(yè)部副總裁松宮正人先生在CMET2014上演講。

　　非易失性、高速、無需后備電池——滿足醫(yī)療電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)苛刻的性能要求

　　在關(guān)乎人們生命安全的醫(yī)療電子領(lǐng)域，迫切需要即使是在電源關(guān)閉的狀態(tài)下也能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，而且還要在低功耗下高速工作，要求存儲(chǔ)器具有高讀寫循環(huán)耐久性。此外，由于通過伽馬射線和電子滅菌在醫(yī)療領(lǐng)域也是很普遍的，這要求存儲(chǔ)器具有抗輻射性， 而FRAM所具有的獨(dú)特優(yōu)勢能夠滿足所有這些醫(yī)療領(lǐng)域的苛刻要求。

　　與傳統(tǒng)的非揮發(fā)存儲(chǔ)器相比，F(xiàn)RAM的功耗要小很多，而且寫入速度更快。對于類似的寫入，F(xiàn)RAM功耗只有EEPROM的1/1000。FRAM的寫入時(shí)間是EEPROM的1/40000，達(dá)到SRAM和DRAM這些傳統(tǒng)易失性存儲(chǔ)器的級(jí)別。而且，F(xiàn)RAM的讀/寫耐久性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于EEPROM和Flash存儲(chǔ)器。EEPROM和Flash存儲(chǔ)器能寫入大約100萬次(10^ 6次)，F(xiàn)RAM最高可寫入1萬億次，或者說寫入次數(shù)可以達(dá)到前兩種存儲(chǔ)器的100萬倍以上。

  圖2. 鐵電FRAM相比E2PROM的優(yōu)勢。

　　特別值得一提的還有FRAM是利用鐵電極化技術(shù)保存數(shù)據(jù)的鐵電存儲(chǔ)器，這意味著在遭受輻射時(shí)也不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失問題。如果是EEPROM和Flash存儲(chǔ)器，保存數(shù)據(jù)取決于電荷是否存在于器件的存儲(chǔ)區(qū)，輻射會(huì)引起電荷漂移，導(dǎo)致數(shù)據(jù)被破壞。

　　“富士通半導(dǎo)體使用成熟技術(shù)生產(chǎn)FRAM的時(shí)間已經(jīng)超過10年。我們從1999年開始量產(chǎn)，15年已經(jīng)累計(jì)銷售達(dá)到25.8億片F(xiàn)RAM產(chǎn)品。去年我們擴(kuò)展了大容量的FRAM產(chǎn)品線，在市場上受到廣泛好評(píng)。”松宮正人先生表示。

　　寬泛的FRAM產(chǎn)品線——涵蓋SPI、IIC、并行接口，容量向8Mb邁進(jìn)

　　如下圖3所示，富士通半導(dǎo)體提供寬泛的FRAM產(chǎn)品，容量從4Kb到4Mb，涵蓋SPI和IIC串行接口、并行接口。采用串行接口的FRAM可以替代EEPROM或串行閃存，而采用并行接口的FRAM產(chǎn)品可以代替低功耗SRAM或PSRAM (Pseudo SRAM)。

　　
圖3.富士通半導(dǎo)體 FRAM產(chǎn)品線涵蓋SPI、IIC、并行接口。

　　“唯一的不足是目前的最大容量只能支持到4Mbit，未來富士通半導(dǎo)體還會(huì)不斷推出更多新品，逐步實(shí)現(xiàn)大容量化。我們已經(jīng)在著手研發(fā)8Mb的產(chǎn)品。”松宮正人透露。

　　而在封裝方面，目前FRAM基本可以直接替換EEPROM，如下圖4所示，F(xiàn)RAM的封裝和EEPROM的封裝是完全兼容的。

圖4. FRAM單體存儲(chǔ)器封裝系列。