富士通2025完全剝離半導體部門，將以全新一代FeRAM開啟智能存儲新篇章
2024-11-13 15:20:23 NancyZHOU，EETOP“富士通半導體從半導體市場做了最后的重大決策，即2025年1月1日從富士通集團公司正式剝離完全撤出半導體市場，并有一個新的名字叫RAMXEED。”在今年的E維智庫第12屆中國硬科技產業鏈創新趨勢峰會暨百家媒體論壇上，RAMXEED（原富士通半導體）總經理馮逸新官宣表示，“富士通半導體目前只專注于高性能存儲器FeRAM和ReRAM，和以FeRAM、ReRAM為基礎的定制產品。我們開展FeRAM的業務已經超過20年之久，目前已累計出貨44億片之多。”
富士通發展歷程
富士通半導體總部在日本新橫濱。新橫濱是日本版硅谷，這里有很多半導體公司。富士通的前身是八歐商店有限公司，最初主要是從事家用電器。1955年改名八歐電機有限公司，1956年開始研發半導體。得益于日美地緣政治的發展契機，到80年代，富士通便迅速成長為世界頂級的半導體供應商，達到TOP5。但到了80年代后期，由于日美關系的微妙變化，日本科技受到美國的打壓，造就了韓國半導體的發展。
富士通2000年退出SRAM、DRAM的市場；2005年退出NAND Flash、NOR Flash。2008年3月，富士通剝離半導體業務，成立子公司富士通半導體（Fujitsu Semiconductor）。2012年，富士通半導體退出ASIC、MCU、AnalogIC 市場，ASIC部分與Pansonic半導體合資成立索喜（Socionext），MCU和Analog出售給當時的SPANSION，該公司后來被CYPRESS收購到現在的Infineon。
富士通過去是一個IDM(Integrated Device Manufacturer，垂直整體制造)，曾擁有自己的wafer加工廠和封測廠。馮逸新分享說：“后來因為半導體的各種整合，封測廠的技術含量越來越少，我們都外包，包括過去的南通富士通現在變為通富微電子，該公司目前是封測廠世界排位前列。wafer process以前是富士通自己的，在2020年轉讓給安森美半導體。”
富士通半導體目前只專注于高性能存儲器FeRAM和ReRAM，和以FeRAM、ReRAM為基礎的一些定制產品。生產銷量主要是日本為主；剩下就是亞太，主要是中國大陸和中國臺灣。
Memory的主要市場構成
Memory，主要是NOR Flash，NAND Flash和DRAM，這兩個Memory占了市場的98%，剩下的2%是利基市場（Niche Market），包括FeRAM、ReRAM、EEPROM、MRAM和SARM。FeRAM在里面扮演著一個絕對優勢的角色。同樣，FeRAM也可以更換EEPROM、SARM、MRAM。
Memory的分類有很多，其中一個分類是非易失性Memory和易失性Memory。非易失性Memory，比如EEPROM、NOR flash、NAND Flash，主要是保存程序或下電之后保存重要數據；易失性Memory是SRAM、DRAM，最大的特點是隨機覆蓋寫入，不需要擦除操作，而且寫入速度很快。
FeRAM被歸為非易失性Memory。跟傳統的Memory相比，FeRAM的寫入方式是覆蓋寫入。NOR Flash、EEPROM需要擦除的操作。讀寫的速度，FeRAM要更快一些，是納秒級的，遠遠超過NOR flash、EEPROM。另外，讀寫耐久性也是FeRAM最大的特點之一，讀寫次數有1013、1014之多，在某種意義上相當于無限次。 其實一般EEPROM、NOR Flash都有寫入次數的限制?；?/span>此，在實時寫入、掉電保護等，比如需要讀寫次數比較高的電表應用當中，FeRAM有不可替代的絕對優勢。
馮逸新分享說：“FeRAM主要的供應商是兩家，一個是Fujitsu，一個是Infineon。Infineon買了CYPRESS，CYPRESS又買了Ramtron，在此之前Ramtron的wafer process過去是富士通做的?，F在，Infineon FeRAM的wafer代工是TI（德州儀器）。”
相比之下，ReRAM則利用材料電阻狀態的變化來保存信息，通過電流調整特定材料（例如氧化鉿）的電阻特性。在功能上，ReRAM類似于EEPROM規格，但內存容量更大、讀出功耗更低、尺寸更小，非常適合于助聽器等小型的電池驅動的可穿戴器件應用。近年來，ReRAM在全球范圍內受到了極大的關注。根據報道，包括海力士、中芯國際（SMIC）等知名半導體公司都在研發ReRAM，而富士通半導體（現RAMXEED）是實現ReRAM量產的為數不多的半導體供應商。
馮逸新介紹說：“最近幾年，ReRAM在全球受到很多關注，很多人認為NOR Flash在下一代的時候工藝會進入瓶頸，未來可以替代NOR Flash的是ReRAM。”但是ReRAM目前量產最大的容量是12Mb，如果替代NOR Flash，ReRAM的容量則需要達到16Mbit~1Gb。目前市場上的MRAM主要來自Freescale分出的公司Everspin，它是一個磁式的Memory。這兩個Memory相對FeRAM，速度更快、讀寫次數高，但同時有功耗高，容易受磁場影響的弱點。
FeRAM廣闊的應用前景
馮逸新表示：“智能電網是FeRAM銷量的重要來源之一，也是富士通深耕中國大陸二十多年的重要市場領域。”智能電網包括充電樁、光伏變流器，都是這幾年對新一代Memory要求比較多的行業。從2020年之后到現在，光伏、逆變器、儲能對FeRAM的需求量都在增加。光伏是發電之后DC要變為AC，里面需要逆變器，變為AC之后，還要存儲下來。
其次是在汽車、船舶、工程機械等方面的應用。傳統的座艙電子對成本要求很高，一般是用EEPROM、NOR Flash。但是在新能源，附加價值比較高一些的汽車電子，選擇FeRAM應用的則較多。此外，BMS里面每一塊電池芯片各種各樣的記錄要維持在同一個水平，做這類產品，需要一個高速寫入、多次寫入的memory，FeRAM無疑是最佳的選擇。歐洲在前兩年宣布要做“電池護照”，2027年后，進入歐洲市場的所有新能源單電池必須持有符合要求的“電池護照”。馮逸新分析說：“如果需要電池護照作為通行，必須要有一個高端Memory做鋪墊。FeRAM無疑就是唯一能推動電池護照系統的Memory。”
第三，工廠自動化也是FeRAM的主要應用方向。近年來，包括施奈德、西門子、中國臺灣的臺達、中國知名的數控機床供應商、中國排名前五的FA供應商等，都開始采用高端的memory，尤其是在編碼器的應用最為突出。在工廠自動化控制和新能源汽車的領域里，現在磁式旋轉編碼器發展是一個潮流。
傳統磁式編碼器都是帶電池的，現在大家就想如何去掉電池，同時電池涉及到在壽命之內要更換兩次電池。未來旋轉編碼器需要實現無源（無電池）的多圈旋轉編碼器，帶有二進制計數器FeRAM是目前無二的選擇。馮逸新分享說：“近幾年中國臺灣的臺達、大陸做編碼器第一到第三供應商，都已經把富士通的帶有二進制計數器的FeRAM產品做進了自己的產品內，預計明年開始量產?？傊?，這是未來發展的需求。”
第四，在醫療應用方面，除了助聽器，還有呼吸機也會用到FeRAM，此外，還有CT掃描、PMS，PMS是病房監護儀。馮逸新驕傲的說：“目前，全球能夠實現ReRAM量產的廠商寥寥無幾。富士通在這一領域已積累了十多年的豐富經驗，并已成為歐洲最大助聽器公司的供應商。”
除了在以上四大領域中都有明顯市場前景之外，FeRAM還在Gaming、云計算、5G通訊、樓宇自動化、標簽和智能卡應用等領域的需求量都非常大。其中云計算主要是針對服務器里面的RAID控制卡，它需要高速讀寫次數更高的新一代memory，MRAM、NVSRAM、FeRAM都是這個行業主要應用的memory。而5G未來的發展是需要高速的Memory來完成，基地局和用戶之間還需要一個中繼器，這里面也需要高速的Memory。馮逸新分享說：“談到半導體國產化的同時，其實產品自動管理方面也在國產化。最近幾年，一些大的做新能源電池包的生產、光伏太陽能板以及手機的生產自動化已經慢慢也在國產化。富士通的FeRAM RFID電子標簽也在發揮作用，尤其去年這類應用的需求量是很大。”
未來計劃
其實FeRAM在市場上的應用量并不算大，主要的瓶頸有兩個，一是容量太小，目前最大容量是8Mbit；二是成本比較高，限制了發展。下一代高速FeRAM最大的特點是寫入周期和訪問周期從120ns變為35ns。馮逸新分享：“富士通未來計劃的第一步是高速化，從120ns變為35ns。第二步是大容量化，從目前的8Mbit做到32Mbit甚至更高。
未來大容量如何做發展呢？Memory傳統實現方式就是，在最大的8Mbit基礎上，疊加2個DIE(晶粒)就可以有16個Mbit，疊加4個DIE(晶粒)是32個Mbit。其實NOR Flash大容量的變化中，過去的做法也比較類似，例如英特爾Intel等公司都是多階存儲單元（MCL）和以前Spansion的Mirror bit的做法。富士通的做法也相近。馮逸新說到：“未來我們不僅是8Mbit，可以做到32Mbit，就可以進入到Nor Fash的容量范圍之內。”
針對SRAM+battery，目標是可以把電池去掉；第二是SRAM+EEPROM（或者NVSRAM），目前為止，NOR Flash最大的容量應該是1Gbit，疊加2個就可以做到2Gbit，它與FeRAM一樣，將通過堆疊技術疊加多個單元來擴展容量。
馮逸新最后表示：“我們將在2025年之后開始研發，根據市場的需求，我們可以把速度做得更快。通過不斷地技術創新，富士通將以全新一代FeRAM迎接邊緣智能高可靠性無延遲數據存儲需求。”
