VLSI 研究公司总裁 G. Dan Hutcheson 说：“在开发作为新一代嵌入式非易失性内存的 FRAM 方面,TI 已向前迈出了重要的一步。通过采用标准 CMOS 工艺,该内存使 TI 可将非常紧密的内存单元与逻辑器件相集成。由于只需通过非常简单地添加制造工艺便可生产 FRAM,而且还具有其它非易失性内存技术难以抗衡的低成本、低功耗及高性能等优异特性,因此,在便携式应用中使用嵌入式 FRAM也 极具吸引力。”

用于嵌入式应用的 FRAM

FRAM 所具有的快速访问时间、低功耗、小单元尺寸及低制造成本等特性使之可用于程序和数据的应用,从而使它非常适合于无线产品。其它潜在市场应用还包括宽带接入、消费类电子产品及 TI 种类繁多的可编程 DSP。

TI 负责芯片技术开发的高级副总裁兼总监 Hans Stork 说：“我们相信在2005年内,FRAM 有能力成为各种应用领域对非易失性内存需求的理想选择。这有力地证明了,半导体材料研究及创新的产品设计可实现革命性的进步,TI 坚信 FRAM 能够改变嵌入式内存的产品动态。”

TI 最初的 FRAM 测试芯片是采用仅需两个额外掩膜步骤的标准 0.13微米铜线互连工艺制造而成。1.5V 的芯片展示了迄今为止最小的 FRAM 单元,经测量仅 0.54um?,与同一芯片上的 1.95um? SRAM 相比,具有更高的内存密度。在有望生产出TI 第一代嵌入式 FRAM 产品的 0.09 微米工艺节点上,FRAM 单元尺寸甚至将会更小,仅为 0.35um2。FRAM 内存将易失性 DRAM 的快速访问、低功耗等优异特性与无需功耗便可保存数据的能力进行了完美结合。构建诸如 EEPROM 及闪存等其它非易失性内存的费用极其昂贵,因为需要多个掩膜步骤、更长的写入时间以及需要使用更大的功耗才能写入数据。

FRAM 的工作方法

FRAM 技术的核心是集成到电容中的微小铁电晶体,可使 FRAM 产品如同快速非易失性 RAM 一样运行。铁电晶体的电极化可由电场应用在两种稳定状态之间进行转化。内部电路能够感应电极化的方向是处于高逻辑状态还是低逻辑状态。每一种定位都是稳定的,既使电场消失也仍会保持原状态,从而无需定期更新即可将数据保存在内存中。

利用 COP (capacitor-on-plug) 方法及1晶体管/1电容 (1T-1C) 架构制作 FRAM 单元可最大限度地减少单元面积。该铁电电容是采用铱电极及薄的锆钛酸铅 (PZT) 铁电层形成的。

2001年8月,TI 与美国半导体制造商瑞创国际公司 (Ramtron International Corporation) 签订了数百万美元的 FRAM 内存许可及开发协议,最终 TI 成功地生产出了 64 兆位 FRAM 器件。瑞创将专注于采用两家公司联合开发的技术生产独立的内存产品。