什么是FeRAM或FRAM？

FeRAM(Ferroelectric RAM),缩写为FeRAM或FRAM,类似于SDRAM，是一种随机存取存储器技术。但因为它使用了一层有铁电性的材料，取代原有的介电质，使得它也拥有非挥发性内存的功能。 铁电随机存取内存是一个与电脑内存相关的小作品。 　　

铁电存储器是一种在断电时不会丢失内容的非易失存储器，具有高速、高密度、低功耗和抗辐射等优点。

当前应用于存储器的铁电材料主要有钙钛矿结构系列，包括PbZr1-xTixO3，SrBi2Ti2O9和Bi4-xLaxTi3O12等。铁电存储器的存储原理是基于铁电材料的高介电常数和铁电极化特性，按工作模式可以分为破坏性读出(DRO)和非破坏性读出(NDRO)。DRO模式是利用铁电薄膜的电容效应，以铁电薄膜电容取代常规的存储电荷的电容，利用铁电薄膜的极化反转来实现数据的写入与读取。 　　

铁电随机存取存储器(FeRAM)就是基于DRO工作模式。这种破坏性的读出后需重新写入数据，所以FeRAM在信息读取过程中伴随着大量的擦除/重写的操作。随着不断地极化反转，此类FeRAM会发生疲劳失效等可靠性问题。目前，市场上的铁电存储器全部都是采用这种工作模式。NDRO模式存储器以铁电薄膜来替代MOSFET中的栅极二氧化硅层，通过栅极极化状态(±Pr)实现对来自源—漏电流的调制，使它明显增大或减小，根据源—漏电流的相对大小即可读出所存储的信息，而无需使栅极的极化状态反转，因此它的读出方式是非破坏性的。基于NDRO工作模式的铁电场效应晶体管(FFET)是一种比较理想的存储方式。但迄今为止，这种铁电存储器尚处于实验室研究阶段，还不能达到实用程度。 　　

Ramtron公司是最早成功制造出FeRAM的厂商。该公司刚推出高集成度的FM31系列器件，这些产品集成最新的FeRAM存储器，可以用于汽车电子、消费电子、通信、工业控制、仪表和计算机等领域。TOSHIBA公司与INFINEON公司2003年合作开发出存储容量达到32Mb的FeRAM，该FeRAM采用单管单电容(1T1C)的单元结构和0.2mm工艺制造，存取时间为50ns，循环周期为75ns，工作电压为3.0V或2.5V。 　　

Matsushita公司也在2003年7月宣布推出世界上第一款采用0.18mm工艺大批量制造的FeRAM嵌入式系统芯片(SOC)。该公司新开发的这种产品整合了多种新颖的技术，包括采用了独特的无氢损单元和堆叠结构，将存储单元的尺寸减小为原来的十分之一;采用了厚度小于10nm(SrBi2Ti2O9)的超微铁电电容，从而大幅减小了裸片的尺寸，拥有低功耗，工作电压仅为1.1V。2003年初，Symetrix公司向Oki公司授权使用NDRO FeRAM技术，后者采用0.25mm工艺生产NDRO FeRAM。NDRO FeRAM是基于Symetrix称为Trinion单元的新型技术，但是该公司没有披露具体的细节。 　　

FeRAM已成为存储器家族中最有发展潜力的新成员之一。然而，FeRAM的批*者指出，当达到某个数量的读周期之后FeRAM单元将失去耐久性，而且由阵列尺寸限制带来的FeRAM成品率问题以及进一步提高存储密度和可靠性等问题仍然亟待解决。