【知识分享】芯片Flash采用MRAM, FRAM, EERAM，ReRAM/RRAM主要特性和市场情况

eric2013

整理一篇帖子，给大家分享下

FRAM铁电存储器

具有像EEPROM一样的非易失性的优势 ，在没有电源的情况下可以保存数据，用于数据存储。在高速读写入、高读写耐久性、低功耗和防窜改方面具有优势。

与传统存储器相比，FRAM具有下列优势：

1、非易失性
- 即使没有上电，也可以保存所有存储的信息。
- 与SRAM相比，无需后备电池（环保产品）

2、更高速度写入
- 像SRAM一样，可覆盖写入不要改变写命令
- 对于擦/写操作，无等待时间，写入循环时间 = 读取循环时间，写入时间：EEPROM的1/30,000

3、具有更高的读写耐久性
- 确保最大10^12次循环（100万亿循环）/位的耐久力
- 耐久性：超过100万次的EEPROM

4、具有更低的功耗
- 不要求采用充电泵电路
- 功耗：低于1/400的EEPROM



当前典型代表有富士通，Cypress等。富士通有并口，SPI接口和I2C接口的，下面是并行接口的选型


TI的铁电是集成到MSP430单片机里面了，可以做flash用，也可以做RAM用。


EERAM

这个是Microchip出的产品，属于EEPROM和SRAM结合的产物，看下面框图，SRAM的区域都有EEPROM的映射域，系统掉电的话，会自动将所有数据都存入EEPROM里面。



下面是Microchip做的Serial EERAM，Serial EEPROM，Serial Flash，Parallel Flash，Serial SRAM和Serial NVSRAM的全方面对比，做的比较专业。相对FRAM和MRAM，缺点是速度慢，优势是可以实现超过200年的数据记录。



ReRAM/RRAM电阻式内存
ReRAM是一种非挥发性内存，被视为潜在的下一代嵌入式内存，并在物联网 (IoT) 设备、移动设备、嵌入式系统等领域中具有广泛的应用前景。透过施加外部偏压以改变组件的高低电阻状态，达到数字讯号储存的效果。它具有读写速度快、低耗能和优越的耐久性等三大特点，与嵌入式闪存不同，ReRAM 在进行写入操作时无需先进行擦除，因此写入速度更快，且类似于 EEPROM 的使用方式，简便又快速。此外，相较于闪存，ReRAM 的能耗更低，因为储存每一位所需的能量小于在闪存中所需的能量。另外，由于每个储存单元都可以独立进行置位或复位，因此耐久性也比闪存更高。

典型代表是新塘的M2L31系列单片机



还有Nordic的nRF54L15系列，也是这个，1MB程序仅需11秒



MRAM磁阻式随机存取内存

MRAM是一种利用电子自旋存储信息的内存技术。MRAM有望成为通用存储器——既能达到存储级内存的密度，又具备SRAM的速度，同时兼具非易失性和低功耗特性。

MRAM技术虽尚未完全发挥其潜。多家公司提供从微型芯片到1Gb容量的MRAM器件，正将这项技术应用于汽车、航天、数据中心等众多领域。

随着分析师预测MRAM出货量和营收将在未来几年快速增长，数十家企业和研发团队正在开发新一代MRAM技术。例如Objective Analysis与Coughlin Associates预计，独立式MRAM和STT-MRAM的营收在2018至2029年间将增长170倍（随着价格持续走低，出货量将加速攀升）。



MRAM具备高辐射耐受性、极端温度环境运行能力和防篡改特性，这使其特别适用于汽车、工业、军事及航天领域，这些正是MRAM开发商重点关注的细分市场。

MRAM存储器件类型
早期实现的MRAM器件采用磁场切换电子自旋的翻转存储架构。这种翻转式MRAM更易研发，相关芯片于2006年开始上市。

但翻转式MRAM难以扩展规模（现有芯片密度受限），第二代MRAM器件采用自旋极化电流改变电子自旋的全新架构。相比翻转式MRAM，STT-MRAM器件速度更快、能效更高且更易扩展。目前市面已出现密度达1Gb的STT-MRAM芯片。许多人认为SOT-MRAM（自旋轨道矩MRAM）凭借其更快速度、更高密度及超高效能，有望实现对STT-MRAM的超越。

MRAM市场发展历程
2006年7月，飞思卡尔率先推出全球首款商用MRAM芯片。该芯片容量仅为4Mbit，定价25美元。

飞思卡尔的MRAM部门后来分拆成立独立公司Everspin，该公司现被视为MRAM技术领域的领军企业。Everspin目前同时供应翻转式MRAM和STT-MRAM芯片，容量最高达1Gb。自成立以来，Everspin已交付数亿颗MRAM芯片。其合作伙伴格芯于2020年初开始提供嵌入式MRAM解决方案。

包括IBM、三星、东芝、Everspin、Avalanche Technologies在内的多家企业正在积极研发MRAM技术及存储器件。

台积电也从事MRAM研发和生产多年。2021 年，它首次展示了其 eMRAM 路线图，其 22 纳米 eMRAM 已经投入生产。2023 年，台积电宣布与恩智浦半导体合作，使用台积电的 16 nm FinFET 技术提供汽车嵌入式 MRAM。2024年，它宣布与工研院就SOT-MRAM开发建立合作伙伴关系。当前台积电将在欧洲开发5纳米MRAM技术，瞄准汽车AI应用



MCU Flash应用采纳
单片机方向，典型代表有瑞萨，Ambiq，NXP，Nordic等厂家MCU采用。

lizhaoming

nrf54L15用的是RRAM, 54H20用的是MRAM

eric2013

lizhaoming 发表于 2025-11-2 10:53
nrf54L15用的是RRAM, 54H20用的是MRAM

对，还有54H20，我补上