铁电RAM (FeRAM) 是一种快速的非易失性存储器，它与Optane陷入了同样的困境—目前毫无进展。

过去和现在都有几种快速的非易失性内存技术，它们有可能填补NAND和NOR、DRAM之间内存存储层次的空白。

基于相变内存的Optane是最新的候选技术，但作为大众市场技术，它却以惊人的失败告终，因为它的产量永远无法达到芯片价格合理的水平。

Weebit Nano的ReRAM是另一种候选技术，但首先我们来看看铁电内存技术。

铁电RAM材料具有自发且稳定的电极化，可通过施加外部电场来反转。

二进制数据存储在双稳态（向上或向下）极化状态中。

有几种铁电RAM技术：

FeFET – 铁电场效应晶体管

FeCAP – 铁电电容器

FeRAM – 铁电随机存取存储器

使用铁电电容器的NVDRAM

FeFET 类似于传统的（易失性的）金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)，其中氧化铪 (HfO 2 ) 铁电材料集成在逻辑晶体管的栅极堆栈中。

这将其转变为非易失性的FeFET存储器晶体管。

当对材料施加外部电场时， HfO 2分子上的氧原子会按逻辑位置向上或向下移动，形成具有c10ns 开关速度和10⁹ 耐久性循环的稳定电偶极子。

FeCAP是一种电容器，其电介质为钛酸钡 (BaTiO 3 ) 或锆钛酸铅 (PZT)，具有铁电特性。

两家半导体研究所Imec和Goergia理工学院正在研究 FeCAP 铁电存储器。

FeRAM基于FeCAP技术，而美光的NVDRAM（非挥发性DRAM）也采用FeCAP技术。

这些都无法取代主流 PC和服务器中的DRAM或NAND。

DRAM速度快且不稳定，其容量限制正在被HBM所突破，未来3D DRAM也有可能。

NAND比DRAM慢，随着制造工艺缩小到20nm以下，其2D平面NAND容量限制已经到来。

但分层3D NAND已经到来，并且正在用非常高容量的芯片打破容量限制。

铁电存储器开发商没有可行的方法来实现大规模生产，从而将每块芯片的成本降低到可承受的水平—英特尔的Optane经验就生动地证明了这一点。

相反，开发商需要寻找更专业的市场，在那里他们的芯片扫描成本更容易被吸收。

这就引出了嵌入式内存市场，内存设备嵌入在微控制器 (MCU) 芯片中。

半导体代工厂通过一条生产线制造MCU、内存和其他设备。

这种内存通常使用NOR闪存，因为它是非易失性的，而且比NAND更快。

然而，MCU制造工艺正在缩小到28nm以下至22nm区域，在这些较小的工艺尺寸下，NOR的制造难度和成本要高得多。

这是NOR替代技术的一个机会，而铁电存储器正是该技术的候选者。

在制造过程中，将铁电存储器与微控制器（MCU）集成有两种方式：在制造过程的前端或末端。

它们被称为FEOL（生产线前端）和BEOL（生产线后端）。

如果市场足够诱人，美光科技可以生产NVDRAM产品以供销售。

它必须看到所涉及的资本将带来比投资NAND或DRAM更高的回报。

对于利基嵌入式内存市场技术来说，这是一个非常大的要求。

但除非像美光采用铁电内存，否则就只能走上开发和证明其产品技术的漫漫长路。

在这些情况发生之前，铁电存储器只能停留在技术研究所的研究实验室中，无法推广。

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