如今，當您在一些醫院就診時，您可能會(hui) 看到醫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(zhuan) 業(ye) 麵板。您知道嗎，其實在醫院中，電子設備除了要防酒精外，還必須抗輻射，這是因為(wei) 醫院常常要對貼有RFID標簽的物品進行輻射消毒，而采用富士通半導體(ti) 的能夠抵抗高達50kGy伽瑪射線消毒的非易失性隨機存儲(chu) 器——FRAM（鐵電隨機存儲(chu) 器）的RFID在通過輻射消毒後數據不會(hui) 被破壞。

除了抗輻射，FRAM還具有高速/高讀寫(xie) 耐久性和低功耗的特性，這些獨一無二的優(you) 勢使得FRAM在醫療領域脫穎而出，贏得了更廣泛的應用和用戶的青睞。“FRAM早已經被用於(yu) CT掃描機和其他大型設備當中，在較小型醫療設備中的使用也在不斷增加。為(wei) 了在醫療設備和生物製藥的生產(chan) 控製實現認證的目的，內(nei) 嵌FRAM的RFID也變得越來越普及。”在日前舉(ju) 行的第七屆中國國際醫療電子技術大會(hui) （CMET2014）上，全球領先的FRAM供應商富士通半導體(ti) 的係統存儲(chu) 器事業(ye) 部副總裁鬆宮正人先生表示。

非易失性、高速、無需後備電池——滿足醫療電子係統設計苛刻的性能要求

在關(guan) 乎人們(men) 生命安全的醫療電子領域，迫切需要即使是在電源關(guan) 閉的狀態下也能存儲(chu) 數據的存儲(chu) 器，而且還要在低功耗下高速工作，要求存儲(chu) 器具有高讀寫(xie) 循環耐久性。此外，由於(yu) 通過伽馬射線和電子滅菌在醫療領域也是很普遍的，這要求存儲(chu) 器具有抗輻射性， 而FRAM所具有的獨特優(you) 勢能夠滿足所有這些醫療領域的苛刻要求。

與(yu) 傳(chuan) 統的非揮發存儲(chu) 器相比，FRAM的功耗要小很多，而且寫(xie) 入速度更快。對於(yu) 類似的寫(xie) 入，FRAM功耗隻有EEPROM的1/1000。FRAM的寫(xie) 入時間是EEPROM的1/40000，達到SRAM和DRAM這些傳(chuan) 統易失性存儲(chu) 器的級別。而且，FRAM的讀/寫(xie) 耐久性能遠遠優(you) 於(yu) EEPROM和Flash存儲(chu) 器。EEPROM和Flash存儲(chu) 器能寫(xie) 入大約100萬(wan) 次(10^ 6次)，FRAM最高可寫(xie) 入1萬(wan) 億(yi) 次，或者說寫(xie) 入次數可以達到前兩(liang) 種存儲(chu) 器的100萬(wan) 倍以上。

鐵電FRAM相比E2PROM的優(you) 勢

特別值得一提的還有FRAM是利用鐵電極化技術保存數據的鐵電存儲(chu) 器，這意味著在遭受輻射時也不會(hui) 發生數據丟(diu) 失問題。如果是EEPROM和Flash存儲(chu) 器，保存數據取決(jue) 於(yu) 電荷是否存在於(yu) 器件的存儲(chu) 區，輻射會(hui) 引起電荷漂移，導致數據被破壞。

 “富士通半導體(ti) 使用成熟技術生產(chan) FRAM的時間已經超過10年。我們(men) 從(cong) 1999年開始量產(chan) ，15年已經累計銷售達到25.8億(yi) 片FRAM產(chan) 品。去年我們(men) 擴展了大容量的FRAM產(chan) 品線，在市場上受到廣泛好評。”鬆宮正人先生表示。

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

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

富士通半導體(ti) FRAM產(chan) 品線涵蓋SPI、IIC、並行接口

 “唯一的不足是目前的最大容量隻能支持到4Mbit，未來富士通半導體(ti) 還會(hui) 不斷推出更多新品，逐步實現大容量化。我們(men) 已經在著手研發8Mb的產(chan) 品。”鬆宮正人透露。

而在封裝方麵，目前FRAM基本可以直接替換EEPROM，如下圖所示，FRAM的封裝和EEPROM的封裝是完全兼容的。

FRAM單體(ti) 存儲(chu) 器封裝係列

此外，FRAM的成本問題是所有使用者所關(guan) 心的一個(ge) 除了性能以外最重要的因素。FRAM的價(jia) 格和存儲(chu) 容量相關(guan) ，容量不同，價(jia) 格不同。現在FRAM和EEPROM一般的價(jia) 格差距在2～5倍，而在大容量方麵，例如1M～2M的FRAM和EEPROM的價(jia) 格差距就隻有1～2倍，未來隨著FRAM的市場不斷擴大，其成本會(hui) 逐漸接近EEPROM，這樣FRAM就可被更多的用戶接受。

另一方麵，掌握著從(cong) FRAM的研發,設計到量產(chan) 及封裝的整個(ge) 流程，加上多年的經驗，富士通半導體(ti) 因而能始終保證FRAM產(chan) 品的高質量和穩定供應。富士通半導體(ti) 還在低功耗製造工藝上不斷創新，進一步降低成本價(jia) 格，實現大容量化。

 “在要求高可靠性，高速/高耐久性數據讀寫(xie) ，低功耗，抗輻射等這些人命關(guan) 天的醫療設備中，FRAM將得到100%的應用。” 鬆宮正人先生表示。

實例分享——為(wei) 醫療電子應用增添實用價(jia) 值

今天，像EEPROM和SRAM這些標準存儲(chu) 器器件已經被廣泛應用於(yu) 醫療設備。而使用FRAM將可能改變普通最終用戶和醫療專(zhuan) 家對助聽器噪聲，或是需要更換所用設備中的備用電池而頻頻抱怨的情況。FRAM產(chan) 品有助於(yu) 采集更詳盡的數據，提高數據可靠性，還可以改善安全性，提高醫療行業(ye) 的生產(chan) 效率。下麵將通過實例來講述使用FRAM帶來的好處。

首先，在CT掃描機中使用FRAM，不用更換電池。早在3、4年前就有設備製造商開始在CT掃描機中使用FRAM。不同的製造商在設備內(nei) 部使用FRAM的目的是不一樣的，目的之一是控製係統以確定什麽(me) 時候需要對設備進行保養(yang) 。

CT掃描機裏麵的攝像頭和X射線發生器的性能會(hui) 因為(wei) 反複使用而惡化，這些元器件必須定期更換。在這些地方，FRAM被用作控製係統的存儲(chu) 器設備，用來記錄設備工作了多少小時和受到輻射的數量。FRAM芯片是具有快速寫(xie) 入、高讀/寫(xie) 耐久性和耐輻射特性的非揮發存儲(chu) 器，很適合這種苛刻的工作環境。另一方麵，FRAM還非常適於(yu) 在CT中用作掃描回轉數，斷層掃描信息的存儲(chu) 器。

其次，FRAM還被用於(yu) 病人身旁的監護儀(yi) ，記錄或監控病人的生命體(ti) 征—心率、脈搏、血壓、體(ti) 溫等。這些監護儀(yi) 存儲(chu) 了病人預先記錄的基準信息，可以和最近測量的數據進行對照。如果發生異常情況，監護儀(yi) 就會(hui) 發出警報聲。

“與(yu) EEPROM相比，FRAM可以更頻繁地寫(xie) 入，設備可以進行更頻繁的測量，這樣監護儀(yi) 就能夠記錄更多的細節信息。FRAM的快速寫(xie) 入能力還意味著，如果突然斷電的話，不會(hui) 丟(diu) 失數據，因為(wei) FRAM可以在係統的供電中斷之前，在最短的時間內(nei) 儲(chu) 存數據。” 鬆宮正人先生說。

第三，當FRAM用於(yu) 呼吸機（CPAP）中，同樣無需後備電池。設備製造商正在考慮將FRAM用於(yu) 自動CPAP（連續正氣道壓力）設備，用來跟蹤睡眠呼吸暫停。CPAP監控和記錄病人在睡眠時的呼吸數據，在需要的時候幫助病人呼吸。#p#分頁標題#e#

鬆宮正人先生還指出：“目前，自動CPAP使用SRAM存儲(chu) 數據，但使用FRAM就不需要為(wei) 保存SRAM上的數據所需要的電池。一些CPAP使用EEPROM來儲(chu) 存設備的初始參數，但是使用FRAM存儲(chu) 這些參數並記錄數據，連EEPROM也不用了。”

最後，在助聽器中使用FRAM能夠降低更換電池的頻率和減少噪聲。現在的助聽器可以根據每個(ge) 人的使用情況進行調整以達到最優(you) 的性能。製造商用一個(ge) 記錄係統來登記這些信息，相比使用EEPROM來記錄信息，使用FRAM可以更快地寫(xie) 入數據，且耗能更少。例如，以同樣的頻率寫(xie) 入64字節的數據，FRAM的寫(xie) 入速度比EEPROM快20倍，功耗隻有後者的1/140，這意味著更換電池的頻率更低。

FRAM還有另一個(ge) 獨特的優(you) 勢，那就是能夠減少存儲(chu) 器在寫(xie) 入數據時的噪聲。EEPROM要使用內(nei) 部的10V的高電壓來擦除和在存儲(chu) 器中寫(xie) 入數據。在寫(xie) 入時，這個(ge) 高供電電壓會(hui) 在電路中產(chan) 生噪聲，會(hui) 轉換成助聽器使用者可以聽到的重複噪聲。如果使用FRAM，就不需要高電壓來擦除和寫(xie) 入數據，這個(ge) 問題迎刃而解。

在RFID標簽上使用FRAM——助力RFID IC進入醫療領域

FRAM不僅(jin) 可以作為(wei) 單獨的元器件，而且還通過帶有FRAM的RFID IC進入到醫療領域。例如，RFID標簽可用於(yu) 控製和鑒定醫療設備、產(chan) 品和藥物。一些RFID標簽製造商和係統製造商已經把帶有FRAM的RFID標簽在醫療領域實現商用，在醫療設備和生物藥品上得到使用。

富士通半導體(ti) FRAM RFID產(chan) 品係列一覽

RFID標簽可以通過無線網絡，把信息讀取和寫(xie) 入到內(nei) 部的存儲(chu) 器裏。RFID不僅(jin) 可以記錄比條形碼多得多的大量信息，信息還可以連續寫(xie) 入，所以RFID標簽通常用於(yu) 跟蹤信息，以及物流和生產(chan) 領域的其他應用。但是在醫療領域，有一個(ge) 迄今普通RFID還進不去的領域，那就是對貼有標簽的物品進行輻射消毒。

為(wei) 了滿足特定的嚴(yan) 格衛生標準，醫療設備常常使用特殊氣體(ti) 或其他方法進行消毒，但是輻射消毒在單用途的醫療設備和生物製藥設備中的零部件上使用得更為(wei) 廣泛。由於(yu) 放射線會(hui) 使采用內(nei) 置EEPROM的RFID標簽上的數據丟(diu) 失，這樣標簽就起不到識別器的作用，設備的最終使用者對此有很多怨言。在RFID標簽上使用FRAM就可以解決(jue) 這個(ge) 問題。

富士通半導體(ti) 展台上現場展示的搭載FRAM的RFID芯片

如上圖所示為(wei) 富士通半導體(ti) 展台現場展示的搭載FRAM的RFID芯片，此類電子標簽具有大容量存儲(chu) （UHF容量分別為(wei) 36bytes、4Kbytes；HF容量分別為(wei) 256bytes 、2Kbytes、9Kbytes）、高速寫(xie) 入、高耐久性（靜態功耗小於(yu) 1uA）、耐放射線性、嵌入式RF（具有SPI串口，可實現與(yu) 微處理器的連接）的特點。

為(wei) 中國市場提供技術支持——提高FRAM在中國市場認知度

“去年，我們(men) 在RFID產(chan) 品上花了很多功夫，也取得了一定的成績。而如何將RFID在中國普及開來，這對我們(men) 是很大的挑戰，但同時也是我們(men) 的市場機遇。”鬆宮正人先生說，“因為(wei) RFID是根據客戶使用的場景不同而做的設計，這意味著即使從(cong) 日本拿完全一樣的係統過來，中國客戶也不能直接用。所以，富士通半導體(ti) 及其合作夥(huo) 伴可以根據中國客戶的要求提供各個(ge) 層麵的技術支持。”

此外，雖然FRAM在醫療領域目前已經商用了，但是從(cong) 廣泛性的角度來看它還處於(yu) 起步階段。相比日本和歐洲市場，FRAM在中國市場的認知度還有待提高。鬆宮正人先生最後表示：“FRAM是非常好的存儲(chu) 器，希望更多的中國客戶能了解和體(ti) 驗到它的優(you) 勢和功能。”