在最近熱映的影片《環(huán)太平洋》中，面對怪獸的沖擊波，采用數(shù)字電路控制的機甲戰(zhàn)士瞬間就癱瘓了，而只有模擬電路扛了下來。這可以形象地用來說明，電子元器件能否抗輻射有時候是人命關(guān)天的事兒!回到現(xiàn)實，在醫(yī)療電子應(yīng)用領(lǐng)域，將能夠抵抗高達(dá)50kGy伽瑪射線消毒的非易失性隨機存儲器——FRAM用于一些與生命息息的關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備就再合適不過了。
“其實，F(xiàn)RAM不只是具有抗輻射的特性，高速/高讀寫耐久性(一萬億次以上)和低功耗的特性也是它能夠成為醫(yī)療應(yīng)用中最佳存儲器選擇的重要原因?！? 富士通半導(dǎo)體系統(tǒng)存儲器事業(yè)部副總裁松宮正人先生在日前于深圳舉辦的第六屆中國國際醫(yī)療電子技術(shù)大會(CMET2013)上表示。他專程從日本趕來深圳，發(fā)表題為“醫(yī)療應(yīng)用中的無電池存儲解決方案”的主題演講。
采用FRAM克服醫(yī)療存儲技術(shù)挑戰(zhàn)
FRAM(鐵電隨機存取存儲器)結(jié)合了傳統(tǒng)非易失性存儲器閃存和E2PROM的掉電仍然能保存數(shù)據(jù)的特點，并且達(dá)到了SRAM/DRAM的讀寫速度，為獨立存儲器芯片和嵌入式存儲器帶來一系列獨一無二的優(yōu)點。富士通是FRAM技術(shù)的先行者，并在此領(lǐng)域耕耘超過10年，從1999年開始量產(chǎn)， 14年間累計銷售23億片F(xiàn)RAM產(chǎn)品，這其中在中國市場累計交貨超過5，300萬片。
近五年來，一些新型的非易失性存儲器技術(shù)如FRAM、PRAM、ReRAM、MRAM不斷涌現(xiàn)，但達(dá)到出色市場量產(chǎn)業(yè)績的只有FRAM。排除一些低端應(yīng)用市場， FRAM在對需要非易失性存儲、高安全性、高速、低功耗、耐久性和抗輻射性這些綜合性能的應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)出眾、口碑良好。在醫(yī)療領(lǐng)域，F(xiàn)RAM在尤其是在一些人命關(guān)天的重要場合，如呼吸機等設(shè)備中的應(yīng)用，更是引人注目。
松宮正人先生在會議現(xiàn)場介紹了FRAM在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀：“雖然FRAM在醫(yī)療領(lǐng)域目前已經(jīng)商用了，但是從廣泛性的角度來看它還處于起步階段。相比日本和歐洲市場，F(xiàn)RAM在中國市場的認(rèn)知度還有待提高，而未來富士通半導(dǎo)體也會加大在醫(yī)療應(yīng)用方面的投入，幫助更多中國醫(yī)療設(shè)備廠商解決其在數(shù)據(jù)存儲方面所遇到的挑戰(zhàn)?！?
下圖2強調(diào)了FRAM所具備的三個適用于醫(yī)療應(yīng)用的關(guān)鍵優(yōu)勢，其中無需后備電池的特性使其特別適合便攜式醫(yī)療器械的使用，同時能夠減少設(shè)備維護保養(yǎng)的費用;而高速/高讀寫耐久性使得患者信息可以實時，頻繁的存儲記錄;抗輻射的特性更是滿足了醫(yī)療器械高可靠性的要求。
EEPROM的相對成本優(yōu)勢正在消失
與傳統(tǒng)的非易失性存儲器如EEPROM相比，富士通FRAM的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在高速燒寫(是EEPROM的40，000 倍)、高耐久性(是EEPROM的1，000，000 倍 )和低功耗(是EEPROM的1/1，000 )等方面。這些優(yōu)勢使得FRAM越來越多地被需要高可靠性的應(yīng)用領(lǐng)域所采用，比如計量儀表(三相電表以及水表、氣表等)、電力自動化、醫(yī)療器械及醫(yī)療電子標(biāo)簽、汽車后裝設(shè)備、POS機/金融ATM機等等。
FRAM除了能夠在一些應(yīng)用中替代EEPROM外，更重要的是在一些關(guān)鍵醫(yī)療應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)EEPROM所不能實現(xiàn)的功能。例如，在涉及CT掃描X射線、用于消毒的紫外線和伽馬射線的醫(yī)學(xué)和生物處理領(lǐng)域中，如前所述，F(xiàn)RAM對輻射有很強的耐受性?；贔RAM的RFID可輕松通過標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療滅菌過程，而基于EEPROM的RFID在這一過程會被擦除。
對于FRAM的成本問題，松宮正人先生也闡述了他的觀點：“這是和存儲容量相關(guān)的，容量不同，價格不同，現(xiàn)在FRAM和EEPROM一般的價格差距在2～5倍，而在大容量方面，例如1M～2M的FRAM和EEPROM的價格差距并不大，就只有1～2倍，所以，在大容量應(yīng)用中，EEPROM的價格并不占優(yōu)勢，未來將會被FRAM所替代。”
另一方面，由于控制著FRAM的整個研究開發(fā)，晶圓生產(chǎn)及封裝流程，加上多年的經(jīng)驗，富士通半導(dǎo)體能始終保證FRAM產(chǎn)品的高質(zhì)量和穩(wěn)定供應(yīng)。富士通半導(dǎo)體還在低功耗制造工藝上不斷創(chuàng)新，進一步降低成本價格，并實現(xiàn)大容量化。相對來說，EEPROM的制造工藝卻長時間沒有變化，隨著時間的推移，EEPROM在成本上的優(yōu)勢將會逐漸減弱。
FRAM 100%被用于關(guān)乎生命的醫(yī)療設(shè)備
“排除非常便宜的一些低端應(yīng)用市場，在要求高可靠性，高速/高耐久性數(shù)據(jù)讀寫、低功耗、抗輻射等人命關(guān)天的醫(yī)療設(shè)備中，F(xiàn)RAM有著100%的應(yīng)用。” 松宮先生進一步指出。
下面就讓我們跟隨松宮正人先生去醫(yī)院看看，都有哪些設(shè)備用到了富士通半導(dǎo)體的FRAM?并且為什么FRAM會與我們的生命息息相關(guān)?
上圖3所示的這些應(yīng)用有一個共同的特點就是無需獨立電池為存儲器不間斷供電。這正是松宮正人先生的演講中所重點介紹的內(nèi)容之一——“醫(yī)療應(yīng)用中的無電池存儲解決方案”。對于不同的醫(yī)療器械，富士通半導(dǎo)體都有與之相應(yīng)的產(chǎn)品型號可以應(yīng)用，下面列出這位FRAM專家為不同應(yīng)用所推薦的不同的具體產(chǎn)品型號以及采用FRAM所帶來的好處。
