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德州儀器 是全球半導體設計製造公司，長期致力於類比 IC 及嵌入式處理器開發。 今天，TI 正攜手超過 100,000 家客戶打造更美好未來。 漢薩科技執行長王振志認為，新型記憶體首先要解決的問題是薄膜的介面電性與材料物理特性，而且須與主流技術如DRAM搭配，才能在容量密度、操作速度和信賴度上匹配現有的記憶體規格與條件，在容量密度、量產化和替換彈性度上佔有先機。
fram 記憶體: 記憶體世界正在進行一場安靜的革命。究竟發生了什麼事？
這會提高資料匯流排效率，在匯流排上傳輸雙倍資料量，進而降低存取同一快取資料線的讀取/寫入次數。 DDR5 的時脈由 4800MT/s 起跳，相較最高時脈只有 3200MT/s的 DDR4，頻寬增加了 50%。 根據新電腦平台發布的資訊，DDR5 可望將效能提升至 6400MT/s。
例如，先進磁區保護技術為鎖定磁區提供更高的解析度以及不同的上電重設，並有助於建置安全的啟動程式碼。 鎖定磁區的ASP模式有兩種：分別為持久保護位元和動態保護位元的保護。 除了區塊保護和/或WP＃接腳硬體保護，還可以一併使用以上兩種模式。 FRAM記憶體比ADAS傳統使用的EEPROM擁有更多優勢：幾乎無需讀寫等待時間，可以即時儲存重要資料(實際10μs儲存時間)，這一點對ADAS來說至關重要。 EEPROM通常需要超過10毫秒的讀寫等待時間，因此不適用於安全攸關應用。 FRAM兼具無寫入延遲和高速時脈速度的組合，非常適合需要快速寫入大量資料的應用。
fram 記憶體: Kingston 記憶體與企業級 SSD 固態硬碟為伺服器代管服務供應商 i3D.net 提供競爭優勢
這樣的設計不僅可以達成最佳的傳輸性能，同時也縮小了晶片的體積，透過一個晶片就達成了運算與儲存的功能，而這對於物聯網裝置經常需要數據運算與資料儲存來說，非常有吸引力。 MCU可使用底層驅動器軟體讀取、編程和擦除NOR Flash記憶體。 經過最佳化的設計架構有效加快了存取時間，並提高了程式執行速度。 同時，NOR Flash使用的內部技術決定了記憶體的密度。 NOR Flash採用傳統浮閘技術，在導電層上，每個儲存單元可以儲存1個資料位元。
FRAM 讀取操作過程是，當一個電場加到鐵電跨越電容器兩端時，如果原子已經不在適當的位置，移動的原子將沿電場的方向穿過晶體。 在晶體的中間，高能狀態將在沒有電場的情況下，保持原子在適當的位置。 當原子穿過高能狀態時，便會產生電荷尖峰值，電路則會釋放電場產生的電荷，並把其與一個參考的電荷相比較。
為了促進業界採用FRAM產品，早期的FRAM產品設計應用於改進已有的記憶體，考慮到初期FRAM產品的容量密度有限，於是在技術上不斷革新，朝向設計替代已有的EEPROM記憶體並提升相關性能，如以16KB容量的FRAM直接替代串列EEPROM產品。 第一代的元件使用EEPROM相同的介面，便不論記憶體的工藝性質差異。 總而言之不管介面如何，FRAM記憶體的內部設計及操作，在某種意義上來說更相似於DRAM，具有類似於DRAM的讀寫操作性能。
fram 記憶體: 提升 BANK 數量和突發長度
儲存電路必須檢測哪個電容轉變了狀態，轉變的電荷則允許電路決定儲存單元的狀態。 Dram大廠南亞科表示 2022Q4 仍然處於客戶庫存調整期，價格跌幅擴大，整體第四季恐怕面臨虧損的風險，再加上目前消費性電子需求尚未回籠、Q1 又是傳統淡季，2023Q1 的虧損壓力仍大。 從拍攝、後期製作、編寫程式碼，再到資料中心傳遞散佈，SSD 和 RAM 正為 OTT 媒體和娛樂（Media & Entertainment，M&E）影音串流媒體世界提供源源不絕的動力。 Windows 電腦：按一下開始功能表或 Windows 按鈕，在電腦或我的電腦上按一下右鍵。 除此之外，有別於多數 FeFET 記憶體以 n 型通道為研究對象，如圖十四所示，近期的研究發現 p 型通道因為熱電子（hot electrons）引發的電洞數量較為和緩，故呈現更為優異的 endurance 表現 。
DDR5 即第五代 DDR(雙倍資料速率)同步動態隨機存取記憶體，又名 DDR5 SDRAM。 DDR5 於 2017 年由業界標準機構 JEDEC (前身為聯合電子裝置工程委員會) 所制定，並在包括 Kingston在內的記憶體、半導體和晶片組領導品牌投入下，共同為未來十年的電腦領域設計出具備更高效能、更低功耗及更強大資料完整性的全新規格。 若有較高的資料儲存需求，則可使用eMMC（embedded Multi Media Card）嵌入式記憶體規範技術，運用MCP製程將NAND Flash與控制晶片整合在一個BGA封裝裡，再搭配DRAM來設計系統。 通常，一個一般的嵌入式設計，其實用不上嵌入式記憶體的技術，只需要常規的NOR和NAND Flash記憶體，搭配DRAM即可。 若是對於系統的體積與運作效能有更高的需求，例如智慧型手機和高階的消費性電子，也能透過使用MCP（Multi Chip Package；多晶片封裝）技術，將為NOR和DRAM，或者NAND和DRAM封裝在一個晶片中來達成。
鐵電隨機存取記憶體（FRAM），被業界認為是理想的非揮發性記憶體。 FRAM 記憶體具有容易寫入的優點，並且非揮發性的特性，使其十分適合作為喪失電源時儲存數據的記憶體。 供貨數量有限的FRAM 產品已經問世數年，技術現正迅速發展，逐漸引導成為記憶體的主流。 以下的技術註解，將提供簡短的操作解釋，並簡單概述其開發現況。 FRAM MCU 能提供無可匹敵的寫入速度，較傳統非揮發性記憶體解決方案之寫入週期次數多100億倍 — 這不僅意味著可被收集的資料會呈指數級驟增，且該 MCU 的寫入週期更超過了產品生命週期本身。
fram 記憶體: 資料率－解說 DDR
由於上述的操作方式在電路設計與運用上相當複雜，故將 RRAM 元件產生類式的連續態形式尚有另一種操作方法，即利用固定截止電壓對元件進行連續掃描（Consecutive Voltage Sweeping），藉由電壓掃描方式漸進式地操作改變元件電阻狀態。 生物世界歷經數十億年不斷演化，為了適應多變生態系環境，生物往往發展出十分精緻且節能的功能，電子元件利用仿效大腦神經的仿生技術，將為未來電子科技帶來突破性發展。 本篇詳述鐵電記憶體發展概況與前景，然而，鐵電記憶體雖有著備受學界、業界高度矚目的美好前景，卻仍有著其發展上的技術挑戰。 理論上 FeFET 記憶體所能夠達到的記憶視窗約可表示成 2tf ×EC，其中 tf為鐵電層厚度，EC則為矯頑電場。
這意謂著具有鐵電性之 HfO2 薄膜並無微縮的臨界值，微縮厚度甚至可強化極化形變，對於以極化驅動之記憶體元件有相當優異的發展優勢 。 數據是當今數位經濟最重要的資源，根據估計，由於手持式裝置的普及與物聯網（IOT）的發展，每天會有超過 fram 記憶體 2.5 quintillion bytes 的數據被產生，且這個數據產生的速度仍不斷攀升。 NOR Flash還提供額外的Flash記憶體區，可以進行一次性可編程並受到永久保護，而不至於被更改。
如圖十一（b）所示，為了減少電荷注入所造成的負面效應，成長高介電常數介面層，降低 EIL是可行的方式之一。 FeFET記憶體的 endurance通常在 105~109次，與前述鐵電電容元件的落差原因，來自於其 HfO2鐵電層與半導體接觸時無可避免的介面反應，使得提升 FeFET記憶體之 endurance更具有挑戰性。 就目前的研究進展，鐵電記憶體有可能超越 fram 記憶體 NAND Flash 儲存密度、維持永久記憶時間，又有比 DRAM 更快的寫入速度，及近似 DRAM 的耐久性。 因此可合理期待，未來它將是弭平 DRAM 和 NAND Flash 界線、實現「儲存級記憶體」與「記憶體內計算」的下世代記憶體關鍵技術。
fram 記憶體: 科普：從物理機制到仿生運算，「電阻式記憶體」為何備受期待？
虛擬記憶體（亦稱為分頁檔）是存在於硬碟或固態硬碟的區塊空間，在實體記憶體不夠大量執行程式時，由作業系統定址後作為 RAM fram 記憶體 使用。 其提供額外的”假性” RAM 以便讓程式持續運作，但由於 HDD 與 SSD 的存取速度與效能遠不如真正的 RAM，故在使用虛擬記憶體時，將明顯感受到效能降低。 上述 RRAM 元件仿生特性均基於單一元件，未來如何結合相關材料特性與元件製程，開發兼具類比式電阻切換特性及高可靠度的 RRAM 陣列仿生電子元件（圖 22），值得相關研究人員後續深入探討並解決相關問題。 不過 PZT 鐵電材質並不相容於目前的積體電路製程，例如 Pb／O2擴散現象、特性易受 H2影響、不易於原子層沉積（atomic layer deposition）製程整合等問題，提高了量產化的障礙 。 自動糾錯碼功能可以在標準程式設計、擦除和讀取運作時透明地執行。
然而特殊應用場景意味著需求稀少，如何找到可以爆炸性成長的特殊殺手級應用十分重要。 憑藉早期少量多樣的需求，逐步完備新興記憶體的品質同時，降低生產成本是最大的挑戰。 記憶體是一個成本導向的產業，在記憶體技術選擇中，較昂貴的技術通常被低成本的技術所取代。 陳暉表示，記憶體的容量和單元大小決定了記憶體的單位成本，容量越大、儲存單元越小，單位成本就越低。 在此同時，要取代現有技術，需要找到關鍵的市場應用，這也是新興記憶體的重要挑戰之一。 陳暉認為，對Flash而言，需要保證20年內的資料保存和10萬次以上的擦寫次數。
- 第二種則是非揮發性記憶體，這些記憶體屬於RAM裝置，其中包括SRAM和DRAM。
- 使用記憶體讀取並執行應用程式（如試算表程式）、回應指令（如試算表內進行的任何編輯）、或在多個程式間切換（如跳離試算表以查看電子郵件）。
- 由於 DRAM 晶片藉由縮小晶圓的微影製程技術來增加密度，可能會增加資料錯誤的可能性。
- 如同大腦中神經元（Neurons）構成人類的神經網路，ANN 是由許多節點運算單元（Nodes）互相連結（圖 15），通常可區分成三個部分，即輸入層、隱藏層（通常可為多層）與輸出層。
- 研發這項技術的目標很清楚，就是要達成更高的效能、更低的電耗，以及更小的體積，以滿足未來智慧化與萬物聯網的全方面運算需求。
2017年5月，台積電技術長孫元成首次在其技術論壇上，發表了自行研發多年的eMRAM（嵌入式磁阻式隨機存取記憶體）和eRRAM（嵌入式電阻式記憶體）技術，分別預定在2018和2019年進行風險性試產，且將採用先進的22奈米製程。 也該是時候了，經過十多年的沉潛，這些號稱次世代記憶體的產品，總算是找到它們可以立足的市場，包含FRAM（鐵電記憶體），MRAM（磁阻式隨機存取記憶體）和RRAM（可變電阻式記憶體），在物聯網與智慧應用的推動下，開始找到利基市場。 若虛擬記憶體將決定程式能否順利執行，RAM 升級才是解決此情況的最佳方式，因為 RAM 速度遠勝過虛擬記憶體之效能。 相較於改善專用硬體以解決根本問題，採取擴增虛擬記憶體的作法會降低您的系統效能。
在資料獲取系統應用中，透過FRAM快速的寫入能力，系統性能會得到提升，系統可以選擇收集更多的資料類型、或以更高頻率收集資料。 此時一些記憶體的優點會轉變為直接而明顯的系統優點，例如快速的寫入週期能讓系統在更短的時間內收集到更多的資料，不過系統的一些優點也不會那麼明顯。 展望 2023 年，雲端資料中心需求持續領先成長， 5G 手機出貨比重提升， DRAM 搭載也將同步增加，商用及電競機種筆電需求仍強勁，惟手機及筆電，受到全球通膨、地緣政治、缺料影響較重，需求成長趨緩。 消費型電子終端產品如網路通訊、智慧穿戴、智慧音箱、固態硬碟等需求預期成長； VR 頭盔、智慧眼鏡將受惠元宇宙概念及新款遊戲機推出而成長。 目前來看，要等到年底或明年才有逐漸復甦的機會，供應鏈長短料已經逐步改善，但市況需觀察需求狀況，會不會持續受到通膨及還會不會發生COVID 封城等影響。 目前市面上 DRAM 的終端應用以個人電腦為大宗（約佔市場 75% ），主要市場來自 PC 內會使用到的使用的高容量 DRAM。
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因為記憶體的讀取涉及到一個狀態的改變，線路自動恢復儲存狀態，因此每次讀取時，都伴隨著一個預先充電的操作以恢復儲存狀態。 非揮發性SRAM（Non-volatile SRAM，nvSRAM）具有SRAM的標準功能，但在失去電源供電時可以保住其資料。 非揮發性SRAM用於網路、航天、醫療等需要關鍵場合—保住資料是關鍵的而且不可能用上電池。 如果想知道您的電腦應該要使用哪種記憶體，請利用 Crucial Advisor 工具或系統掃描器工具。 此工具將檢測您的電腦並列出相容之記憶體，同時呈現部分速度與預算考量的選擇。 與大部分的隨機存取記憶體（RAM）一樣，由於存在DRAM中的資料會在電力切斷以後很快消失，因此它屬於一種揮發性記憶體（volatile memory）裝置。
圖 16 為一 Pt／LiSiOx／TiN 元件，具有良好多位元儲存功能，我們操作在不同的 Reset 截止電壓與 Set 限制電流條件下，可以使元件阻值變化狀態成為連續態形式，此電阻變化形式又稱為類比式（Analog）電阻轉換特性。 未來利用電子元件仿效大腦神經訊息傳遞與學習記憶方式，將使電子科技與應用產生突破性發展。 現代電腦儲存記憶係以 0 和 1 的數位訊號來進行運算與記憶，而人腦不同於電腦是以類比訊號來進行傳遞訊息與儲存記憶，藉由對人類中樞神經系統的觀察進而啟發 ANN 概念。 來回操作 Set 與 Reset process 就可以達成 RRAM 的寫入與抹除，RRAM 的操作流程如圖 1 所示，而在讀取方面主要是藉由一微小的讀取電壓來判讀不同的電阻值，以分辨數位訊號 0 和 1（圖 2）。 過去數十年來在世界各國合力開發下，已初略成形的次世代非揮發性記憶體技術包括鐵電記憶體（FRAM）、相變化記憶體（PRAM）、磁阻式記憶體（MRAM）、以及電阻式記憶體（RRAM）等。
fram 記憶體: 提升製程掌握能力 摩爾定律將持續進化
與 DRAM 相較之下，FeRAM 結構類似，但高極化密度可使記憶胞面積更能有效微縮，因此在製程複雜性與成本上更具有優勢 。 自 HfO2鐵電材料發現後，為 FeRAM、FeFET 與 FTJ 記憶體的發展開啟了一個新的契機。 鐵電隨機存取記憶體 (Ferroelectric RAM，縮寫為FeRAM或FRAM)，是一種隨機存取存儲器技術，採用鐵電質膜取代原有的介電質，做為電容器以儲存資料。
MCU執行自動調整演算法，檢查是否可能碰撞或已經發生碰撞。 處理演算法的執行時間變數和感測器的當前狀態則儲存在MCU的記憶體中。 然而，配置資料改變和供電故障同時發生是可能的，此時FRAM更高的寫入壽命，將可不受限制地記錄變化的資料，任何時候系統狀態的變化，FRAM均能寫下系統新的狀態，這樣就可以讓系統還能於喪失電源時、在有限的短時間內將資料寫入記憶體。 從應用面層面來看，FRAM 記憶技術的發展已經進入普及到我們的日常生活當中，從辦公室影印機、高階的伺服器設備到車用電子的氣囊和娛樂系統，FRAM 記憶技術正於一系列的革新產品，滿足符合人們的日常儲存記憶需求。 RAM (隨機存取記憶體) 可讓您快速存取及暫存電腦中的資料。
矽成半導體技術市場副總監田步嚴認為，5G元件市場主流DDR4的需求將超過DDR3，此外對大容量SPI NOR Flash需求快速增長，平行NOR Flash比例在逐漸減少。 汽車電子中的智慧座艙應用，也對記憶體提出了大容量、高頻寬、高速率的要求，從LPDDR4/LPDDR4X逐步過渡到LPDDR5，同時eMMC需求也成長很快，未來在自動駕駛中還需要記憶體具有低延遲、低功耗和自動糾錯(內建ECC)等特性。 AI應用方面則要求高頻寬、高速度，目前Arm fram 記憶體 based 解決方案以雙通道LPDDR4/4X為主，部分FPGA和x86架構以DDR4模組為主。 第二種則是非揮發性記憶體，這些記憶體屬於RAM裝置，其中包括SRAM和DRAM。 由於非揮發性記憶體容易寫入，因此RAM就常被應用於儲存經常改變的數據資料。 不過當使用者能容易地將數據寫入RAM 時，其很容易揮發的性質，若在電源喪失的情況下儲存大量的數據資料，技術上對於工程師來說是一項挑戰。
輸入電路接在兩個場效電晶體的柵極上，輸出電路從兩個場效電晶體的連接處接出。 當輸入低電位，則P溝道場效電晶體導通，N溝道場效電晶體關閉，輸出高電位。 當輸入高電位，則N溝道場效電晶體導通，P溝道場效電晶體關閉，輸出低電位。 “DDR” 及版本指標後方的數字，代表模組的每秒資料傳輸率。
SRAM做的小型緩衝區也常見於CDROM與CDRW的驅動器中，通常為256 KiB或者更多，用來緩衝音軌資料。 存取SRAM時，字元線（Word Line）加高電位，使得每個基本單元的兩個控制開關用的電晶體M5與M6導通，把基本單元與位元線（Bit Line）連通。 雖然不是必須兩條反相的位元線，但是這種反相的位元線有助於改善雜訊容許值. 一般說來，每個基本單元用的電晶體數量越少，其占用面積就越小。 由於矽晶片（silicon wafer）的生產成本是相對固定的，因此SRAM基本單元的面積越小，在矽晶片上就可以製造更多的位元儲存，每位元儲存的成本就越低。
雖然 DDR5 記憶體模組外觀本身看起來與 DDR4 很相似，但有一些重大變革導致其與舊系統不相容。 改變腳位 (中間的凹口) 的位置，以避免被安裝到不相容的插槽中。 1.1V 工作電壓下的DDR5 比起 1.2V 工作電壓下的 DDR4 等效組件減少約 20% 功耗。 這能延長筆記型電腦的電池壽命，針對全天候工作的企業伺服器也具備顯著優勢。 以RRAM為例，歐洲研究機構愛美科（Imec）幾年前就已經發表了10nm製程的技術，突破了目前NAND fram 記憶體 Flash的極限。 不過，賴志煌表示，MRAM 過去遭遇技術瓶頸，因為在改變磁性時，必須先將元件加熱，然後以外加磁場來改變磁性，再降溫。
