富士通集团将会从2025年1月1日起，正式退出半导体市场，富士通半导体也将会在这一天更名为RAMXEED，并专注于铁电随机存储器（FeRAM）产品。这是RAMXEED，富士通半导体科技（上海）有限责任公司总经理冯逸新在不久前EEVIA主办的以“创新、突破、绿色发展”为主题的第12届中国硬科技产业链创新趋势峰会暨百家媒体论坛上表示。

  富士通半导体的总部在日本新横滨，在1980年代曾属于世界顶级半导体供应商，但到了1980年代后期，受到美国的打压，早就了韩国半导体的发展，富士通从2000年退出SRAM和DRAM市场，2005年退出了NAND Flash和NOR Flash市场，到了2012年，退出了ASIC、MCU和模拟IC市场，其中ASIC部分与松下半导体合资成立了索喜（Socionext），MCU和模拟IC出售给了当时的Spansion，不过后面Spansion被Cypress收购了，而Cypress如今又被英飞凌收归旗下了。如今的富士通半导体仅专注于FeRAM和ReRAM，以及以这两种存储器为基础的一些定制化产品，生产销售也主要以日本市场为主，并以定制芯片ASIC为主，亚太市场主要以中国和中国台湾为主。其中，中国市场主要是表计、工厂自动化、新能源、汽车充电桩、PV逆变器和储能应用，中国台湾主要是工厂自动化和医疗电子标签应用。

  其实在存储器产品中，DRAM、NAND Flash和NOR Flash产品占了整个存储器市场的98%，剩下的2%市场主要包括FeRAM、ReRAM、EEPROM、MRAM和SRAM等利基产品。这些利基产品中，EEPROM大概占5亿美元左右，FeRAM约为2.15亿美元，MRAM约为0.5亿美元，SRAM约为0.4亿美元。

什么是FeRAM和ReRAM?它们的市场定位是什么？

  存储器分为非易失性存储器和易失性存储器，EEPROM、NOR Flash、NAND Flash等就属于非易失性存储器，而SRAM、DRAM等就属于易失性存储器。其中易失性存储器最大的特点就是随机覆盖写入，不需要擦除操作，且写入速度很快；Flash和EEPROM等非易失性存储器主要用来保存程序，或下电后保存重要数据；而FeRAM则结合了这两者的特点，同时具有低功耗特性，它被归为非易失性存储器。

图：FeRAM产品的主要优势

  也就是说，跟传统的存储器相比，FeRAM有三大优势：一是更高的读写速度，由于它的写入方式是覆盖写入，不需要擦除操作，读写速度更快可以达到纳秒级，远超NOR Flash和EEPROM；二是更高的读写耐久性，其读写次数超过了1013之多，在某种意义上来说，相当于无限次，而一般的EEPROM读写次数为106以内；三是更低的功耗，不需要电荷泵电路也能工作。

  基于以上特点，在实时写入、掉电保护等要求比较高的应用，比如需要读写次数比较高的电表应用当中，就比较合适选用FeRAM。一般来说，FeRAM主要应用在了汽车电子、工业控制、表计和助听器市场。

图：富士通半导体FeRAM每年出货量（来源：富士通半导体）

  富士通半导体从1995年就开始了FeRAM产品的研发，以响应市场对低功耗、高速读写存储器的需求。1999年，FeRAM开始量产，至今已经累计交货44亿片。

  最近几年ReRAM在全球受到很多关注，很多人认为NOR Flash在下一代的时候会遇到工艺瓶颈，而ReRAM则可以用来替代NOR Flash。但是也有一个问题，那就是，目前ReRAM量产最大的容量是12Mb，想要替代NOR Flash，ReRAM的容量需要达到16Mb至1Gb。据悉，包括海力士、中芯国际等知名厂商在内的企业都在研发ReRAM产品。

  其实，ReRAM是基于低功耗CMOS技术的SPI I/F接口的阻变式存储器产品，它更适用于只读取应用。其中富士通半导体是实现ReRAM量产的为数不多的半导体供应商之一。

  目前ReRAM相当于EEPROM的加强版，容量更大，DIE（晶粒）尺寸更小，读出功耗更低。这就适合于助听器，因为助听器不需要写入，根据每个人的听力能力，设定一个参数，每次用的时候读出来即可。

  据冯逸新介绍，ReRAM可看作是EEPPOM的加强版，它的容量更大，可用来存储设备的启动程序；而FeRAM和MRAM的读写耐久性更高，可用来记录日志数据。目前市场上的MRAM主要来自Freescale分出的公司Everspin，它是一个磁式的存储器。它相对FeRAM来说，速度更快、读写次数高，但同时有功耗高，容易受磁场影响的弱点。

富士通半导体的FeRAM和ReRAM新产品布局

  富士通在1990年代，当时Ramtron把FeRAM推向市场的时候主要定位于跟EEPROM进行替换，所以是pin to pin的互换，软件也是互换。EEPROM的接口有三个，SPI接口、I2C和和并口的接口，FeRAM也一样。

  据冯逸新介绍，富士通半导体在SPI接口的FeRAM产品当中，对其产品进行了一些升级，主要集中在温度方面，将产品的最高温度做到了125℃，而一般的工业温度是85℃。另外，工作频率从常规的30MHz做到50MHz，还根据市场更小封装的需求，一般的封装是SOP8封装，富士通半导体可以做到DFN 8封装。

  图：富士通半导体的1Mbit SPI FeRAM与MRAM产品比较

  富士通半导体开发的新产品工作频率高达50MHz，跟MRAM比较，FeRAM优势更明显。同时，该公司还会研发出了Quad（四线）SPI产品，一般的标准的SPI存储器有一个I/O，有时候需要速度更快的需要做2个I/O，叫做Dual SPI。在游戏机和高端的工业自动化应用上，需要速度更快的产品，富士通半导体可以做四线 SPI，称为Quad SPI。Quad SPI FeRAM在很多应用上都有绝对的优势。“上周我去在台湾访问了几家向美国做游戏机方案的公司，他们现在用的是MRAM，因为MRAM速度很快，我把新产品推荐给他们后，他们表示很感兴趣。”冯逸新分享道。

  I2C产品主要用在电表计量方面用。白色是富士通半导体现有的产品线，也做了做了升级，包括温度的升高。I2C最高的速度一般1MHz，该公司可以做到3.4MHz。

  并口类的产品在中国用得比较少，主要用于电力设备、游戏机等，富士通半导体永阳也做了产品升级，从传统的85℃升级到了105℃。

  因为市场的需求量比较多，汽车级的产品在这两年也做了很多升级。过去的新能源电池包、BMS、TBOX、行车记录仪，甚至包括一些先进的胎压监测，一般都是需要SPI的接口AEC-Q100。过去几年当中，甚至还有需求一些I2C的汽车级的产品，因此，富士通半导体也专门做了产品线的补充。容量方面，该公司可以做到1Mbit，当然也能做小封装。

下一代高速FeRAM研发方向

  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，限制了发展。

  那么，未来产品如何做大容量呢？其实做大存储器容量的方法都大致相同，那就是，在最大的8Mbit基础上，叠加2个DIE(晶粒)可以有16个Mbit，叠加4个DIE(晶粒)是32个Mbit。还有就是做镜像芯片，其实NOR Flash大容量的变化中，过去的做法也比较类似，例如英特尔Intel等公司都是多阶存储单元（MCL）和以前Spansion的Mirror bit的做法，富士通在这方面也在做一些研发。也就是说，未来富士通半导体不仅可提供8Mbit的FeRAM，可以做到32Mbit，这样就可以进入到Nor Fash的容量范围之内。

  MRAM、SRMA的访问速度一般是35ns，富士通半导体目前最快的是120ns，该公司预计下一代产品的速度能达到35ns。

  在富士通半导体期待的目标应用当中，冯逸新觉得高速FeRAM首先可以替换SRAM+battery的应用，SRAM需要电池，根据电池市场对电池管理的要求是如何能做到环保低碳，我们未来的发展方向，就是可以把电池去掉。二是替换SRAM+EEPROM（或者NVSRAM），从用户来看，它跟FeRAM是一样的东西。三是MRAM，因为磁屏蔽+MRAM的整体成本要高于仅用FeRAM的成本，同时要求高速写入。

  如何实现这个目标呢？冯逸新认为可以使用堆叠技术，就是堆叠技术与高速FeRAM的组合。当然，这需要先制造出高速1Mbit FeRAM，然后通过堆叠技术，可以同时开发2Mbit、4Mbit的FeRAM。

  从冯逸新透露富士通半导体的产品发展路线图来看，该公司的第一步是高速化，从120ns变为35ns。第二步是大容量化，从目前的8Mbit做到328Mbit甚至更高。