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內(nèi)存耐久度指定為存儲(chǔ)單元可以寫入或擦除的次數(shù)。對(duì)于盡管嚴(yán)格和廣泛使用仍需要高數(shù)據(jù)完整性的應(yīng)用程序，內(nèi)存耐用性是關(guān)鍵的系統(tǒng)性能特征和設(shè)計(jì)考慮因素之一。鐵電RAM或FRAM是一種快速，非易失性和低功耗的存儲(chǔ)器，與其他基于浮柵或相變技術(shù)的非易失性存儲(chǔ)器相比，它具有高耐用性是其主要優(yōu)勢(shì)之一。FRAM的“耐力”定義為疲勞后的記憶狀態(tài)保持能力，或在許多開關(guān)周期后維持鐵電開關(guān)電荷的非易失性部分的能力。 學(xué)術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)期而深入的研究，以識(shí)別經(jīng)過大量開關(guān)循環(huán)后材料中開關(guān)電荷（極化）損失的根源。提出了多種機(jī)制，例如氧空位，鐵電極界面附近的相反疇抑制以及內(nèi)部偏置場(chǎng)的空間分布，這些都是造成疲勞現(xiàn)象的原因。這些機(jī)制導(dǎo)致鐵電疇釘扎，從而導(dǎo)致開關(guān)周期延長(zhǎng)時(shí)開關(guān)電荷密度降低。 FRAM的制造過程已經(jīng)經(jīng)歷了幾代人，例如0.5μm，0.35μm和0.13μm技術(shù)節(jié)點(diǎn)。耐力性能在每一代中都有特點(diǎn)。盡管FRAM在每個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)上均表現(xiàn)出出色的耐用性，但事實(shí)證明在0.13μm技術(shù)節(jié)點(diǎn)中的FRAM存儲(chǔ)器異常高-高達(dá)1013，如今已高達(dá)1015。如表1所示在0.13μm的節(jié)點(diǎn)上，如何在合理的時(shí)間內(nèi)測(cè)量實(shí)際的最大耐力性能提出了挑戰(zhàn)，需要大量的測(cè)試時(shí)間和創(chuàng)新的測(cè)試方法來確定0.13μmFRAM產(chǎn)品的實(shí)際耐力極限。 表1.行使并行FRAM字節(jié)的時(shí)間 圖1.FRAM器件和本征材料的信號(hào)裕量與周期的關(guān)系圖顯示，與初始值相比，F(xiàn)RAM器件在1015個(gè)周期時(shí)的信號(hào)裕量更高。 當(dāng)前對(duì)0.13μm FRAM的1015個(gè)周期的耐用性規(guī)范基于對(duì)使用0.13μm技術(shù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的并行FRAM核心存儲(chǔ)器產(chǎn)品的樣本中1,280位FRAM存儲(chǔ)器的初步評(píng)估。圖1顯示FRAM設(shè)備級(jí)信號(hào)容限在1012和1013個(gè)周期之間達(dá)到最大值。根據(jù)本征材料對(duì)0.13μm鐵電存儲(chǔ)器的耐久性能（如圖1所示），可以使用在本征材料中觀察到的類似曲線外推1013次循環(huán)后的FRAM器件級(jí)耐久性能，如圖2中的虛線所示1.可以看出，1015個(gè)周期后的剩余信號(hào)余量仍高于初始水平（最小周期數(shù)時(shí)的信號(hào)余量），表明有足夠的信號(hào)余量來確保1015年后FRAM器件的可靠性周期。此結(jié)果與0.13μmFRAM鑄造廠的耐久性規(guī)格一致。 結(jié)論 在確定FRAM產(chǎn)品是否適合給定應(yīng)用程序時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮以下事項(xiàng)： •該系統(tǒng)是否旨在收集數(shù)據(jù)？ •配置是否經(jīng)常更改？ •電源會(huì)突然或頻繁斷電嗎？ •數(shù)據(jù)是否有價(jià)值？ •電源是否嘈雜？ •是否需要在斷電期間捕獲關(guān)鍵系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而在啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)正常的系統(tǒng)恢復(fù)？ •持久性對(duì)于存儲(chǔ)關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)至關(guān)重要嗎？ •系統(tǒng)或MCU ram是否受限制？ •是否有嚴(yán)格的電源預(yù)算？ 在這種情況下的FRAM的技術(shù)功能可以減少運(yùn)營(yíng)開銷并確保最佳性能。 |
