真乄科技業的頂尖投資團隊

鐵電隨機存取記憶體(FRAM)具有比傳統記憶體更快的寫入速度、更低功耗及更佳的保密性，特別適合用於須長時間採集病患生理參數的醫療設備，以及頻繁記錄用戶耗電情形的智慧電錶，提供更省電且安全可靠的應用品質。

鐵電隨機存取記憶體(FRAM)是一種使用鐵電材料來保存資料的非揮發性記憶體。這種記憶體融合了隨機存取記憶體(RAM)和唯讀存儲記憶體(ROM)的雙重優點，能夠隨寫隨讀，在停止供應電力的狀況下，其內部儲存的資料也能夠永久保存。
在過去幾年中，新型記憶體技術不斷湧入市場，如磁阻隨機存取記憶體(MRAM)、相變隨機存取記憶體(PRAM)、可變電阻式記憶體(ReRAM)。這些開發中的記憶體技術，無不強調更好的寫入效能與壽命，然而，均尚未取得大批量產的突破。 FRAM自1999年即開始投片生產，迄今全球出貨量超過二十四億顆，能廣泛用於工業自動化設備、儀表、銷售點(POS)、售票機、測量設備、智慧卡、銀行終端等領域。

功耗低/寫入快　FRAM嶄露鋒芒

與傳統非揮發性記憶體相比，FRAM的功耗很低，而且寫入速度更快。同樣的寫入，FRAM功耗只有電子式可清除可編程唯讀記憶體(EEPROM)的百分之一，寫入時間是EEPROM的四萬分之一，可媲美靜態隨機存取記憶體(SRAM )和動態隨機存取記憶體(DRAM)的高速寫入。此外，FRAM的讀、寫耐久性能遠遠優於EEPROM和快閃記憶體(Flash Memory)。 EEPROM和Flash的寫入次數大約是一百萬次(106次方)，FRAM最高可寫入1013次方，寫入壽命可以達到一千萬倍以上。

FRAM還有一個特點，亦即鐵電材料是利用其極化特性來保存資料，因此在遭受放射線照射的情況下，資料也不會被破壞。 EEPROM和Flash保存資料方式取決於電荷是否存在於元件的儲存區，放射線會破壞內部電荷漂移而導致資料毀損，但FRAM是利用極化位置來判斷0與1，因此不會受到影響。

FRAM的單元結構具有優秀的防竄改能力，能夠防範未經授權的資料讀取，並已通過EAL4+等級安全標準評估認證，在全球二十六個國家認可的共同業界標準中，EAL4+為最高階的安全級別。如前所述，常用的記憶體保存資料取決於在儲存單元的儲存區是否有電荷。而電荷的變化可以被外部工具，如電子顯微鏡等偵測，進而對儲存的資料進行非授權的存取。 FRAM透過極化方式來記錄資料，因此能夠避免這種風險。

FRAM助攻醫療設備　開創新價值

FRAM具有傳統記憶體所沒有的優點，包括快速寫入、接近無限次讀/寫耐久性、低功耗和抗輻射性，能夠為醫療設備及系統提升新價值。 FRAM早已經被用於電子計算機X線斷層掃描機(CT)和其他大型設備中，在較小型醫療設備中的應用也正不斷地增加。內嵌FRAM記憶體的無線射頻辨識系統(RFID)標籤，亦開始大量被運用於醫療設備和生物製藥的生產管理流程。

FRAM可用於人體資訊監控助頻繁採集生命徵像數據

監護儀是一種測量和監控病患的生理參數的設備，例如心跳、脈搏、血壓、體溫等。監護儀記錄了病人原有的基準資訊，可以和連續測量的資料進行對照。當病人發生異常情況，監護儀就會即時發出警報聲，而FRAM正是用於記錄儲存這些重要的系統數據。與EEPROM相比，FRAM可以更頻繁地寫入，因此設備可以進行更頻繁的測量，並記錄更多的細節資訊。此外，FRAM的快速寫入能力，能夠預防在突然斷電的緊急情況發生時，不丟失任何資料。

FRAM可用於CPAP　達成不需備份電池

設備製造商正在考慮將FRAM用於自動正壓呼吸輔助器(CPAP)設備。 CPAP可用於監控和記錄病人在睡眠時的呼吸資料，目前CPAP主要使用SRAM或EEPROM儲存資料，其中SRAM必須使用備份電池來保持資料，因此增加長期維護成本；而FRAM則沒有這個問題。另有一些CPAP使用EEPROM來儲存設備的初始參數，若使用FRAM來儲存這些參數並記錄資料，將可取代EEPROM。

FRAM可用於助聽器　助控制雜訊

現在許多新型助聽器可根據個人使用方式，進行自動化調整的功能，以達到最適使用效果。 FRAM可以更快地寫入資料，且耗能更少。例如，以同樣的頻率寫入64位元組的資料，FRAM的寫入速度比EEPROM快二十倍，而功耗只有一百四十分之一，讓產品更省電。

FRAM另一個優勢是，能夠減少記憶體寫入資料時所產生的雜訊。 EEPROM須使用內部的10伏特(V)高電壓來擦除和寫入，這個高供電電壓會在電路中產生雜訊，轉換成助聽器使用者可以聽到的重複雜訊。如果使用FRAM，就不需要高電壓來擦除和寫入資料，雜訊問題則可迎刃而解。

FRAM可用於管控醫療設備產品降低放射線殺菌程序風險

內建FRAM記憶體的RFID應用已經在歐美醫療領域商用化并快速發展中。部分標籤製造商和系統整合商，將FRAM RFID標籤用於貴重醫療設備產品和藥品的生產和管理流程。

RFID標籤是利用無線電波方式來傳送資料，透過專用讀取器進行寫入和讀取。其最大的優點，是可以記錄條碼無法做到的大量資訊，並且長期重複使用，現今RFID已被廣泛使用在商品物流管理和生產製造管理流程中，但是在醫療市場，仍有一個RFID難以進入的領域，那就是對貼有RFID標籤的物品，直接進行放射線殺菌程序。

一般醫療設備會使用特殊氣體或高溫殺菌消毒，但是某些特定用途的醫療設備及器械，或生物製藥設備中的零件等則是使用放射線殺菌消毒。以醫療器具及手術器械為例，貼上小型的FR​​AM RFID標籤，搭配專用管理系統，即可以迅速完成精準的盤點，且能在貼附標籤的狀態下，直接進行消毒及放射線滅菌程序。這不但意味著能大幅降低人工盤點的失誤風險，同時也實現醫療資產的全面可視化管理。

如上所述，使用FRAM RFID標籤，能夠讓醫療設備採集並記錄更多的資訊，在提高醫療系統的可靠性及效率的同時，更節省下長期的維護管理成本。

降低產品功耗/提高安全性FRAM加速智慧電錶發展

在很多國家，FRAM早已被廣泛用在智慧電錶當中，FRAM所具有的快速寫入、幾乎無限次讀/寫、低功耗和防竄改等優異特性，推動著智慧電錶未來的發展。

即時資料記錄

一般智慧電錶通常包含兩個系統，一個是計量系統，提供電錶的主要功能，包括一個帶有輸入介面電路和顯示電路的微處理器；另一個則是通訊系統，這個系統的功能是把計量的資料發送到外部的資料中心，用於資料製表，並與計量系統內部的計量資料進行交換。資料日誌系統可以用於兩種系統的通訊功能。

例如，電網智慧電錶中的測量單元可使用資料日誌系統，即時記錄電量和相關變化，系統以大約每秒兩次的頻率寫入資料。通訊單元的資料日誌系統，把資料儲存下來，​​用於監控電網的工作狀態和控制資料，以保證電量分配最佳化。目前只有FRAM的快速寫入和可頻繁讀、寫特性，能夠滿足這些嚴苛的系統要求。

另外，頻繁記錄資料使預付費系統的智慧電錶具有更高的效能。在預付費系統裡，必須依據每個特定時段進行收費，如果用電資料記錄的間隔拉長，會導致按相同價格計算的耗電量的波動範圍加大。使用FRAM可以提高資料寫入的頻率，而不會增加整個電錶的耗電；換句話說，採用FRAM可以更精準地計費及控制用電量。

減少功耗

FRAM有助於減少智慧電錶的總功耗。 FRAM的低功耗有助於延長電池壽命，且在緊急斷電的情況下也能確保資料安全無虞，避免造成資料受損等不可預期的結果產生。

提高資料安全性

家用智慧電錶記憶體儲存了家庭用電量的大量資料，FRAM的防竄改特性，能夠保證這些資訊不被任意侵入竄改。因此，使用FRAM的電錶系統，其安全性比使用傳統記憶體的系統來得更強大。

(本文作者任職於富士通半導體)