FRAM存储器：存储界的“潜力股”，你了解多少？

️言引：FRAM 存储器，全称铁电随机存取存储器（Ferroelectric Random Access Memory），是一种将动态随机存取存储器（DRAM）的快速读取写入特性与数据保留能力相结合的非易失性随机存取存储器 。它在存储界是个独特的存在，既有着非易失性存储器断电后数据不丢失的特性，又具备易失性存储器高速写入和高重写耐久性的优点。

FRAM 利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储。以常见的锆钛酸铅（PZT）晶体为例，在施加电压后，其内部的 Zr 和 Ti 原子会发生位移，产生极化现象 。当电场移除后，这种极化状态依旧能保持不变，于是就可以用来表示二进制数据中的 “0” 和 “1”，实现数据的存储。并且因为铁电效应与电磁作用无关，所以 FRAM 存储器的内容不会受到外界磁场因素的影响，数据存储稳定可靠。

从存储单元结构来看，FRAM 主要有 2T2C 型和 1T1C 型这两种类型。2T2C 型由两个晶体管和两个铁电体电容器组成，工作时通过比较实际存储单元和参考单元的位线电压来判断数据，这种结构的数据稳定性较高，常被应用于对可靠性要求较高的汽车电子等领域。而 1T1C 型则是将一个真实单元的位线电压与另一单独电路产生的参考电压进行比较来判断数据，它的单个存储单元面积仅为 2T2C 型的一半，在提升存储密度上更具优势，因此更适合用于大容量产品的制造 。

高重写耐久性

FRAM 存储器在重写耐久性方面表现卓越，堪称 “耐用王者”。一般来说，它能够承受高达 100 万次以上的读写操作 ，相比之下，传统的 EEPROM 写入次数通常只有 1 万次左右。就好比一个是身经百战的老将，历经无数次战斗依然屹立不倒；另一个则是初出茅庐的新手，经历有限。

在智能电表这个领域，FRAM 的高重写耐久性优势尽显。智能电表需要频繁地记录用电量、电压、电流等数据，一天之内可能就要进行成百上千次的数据读写操作。要是使用传统的存储器，可能没过多久就达到了写入次数上限，导致数据丢失或者设备故障。而 FRAM 存储器凭借其超高的重写耐久性，能够轻松应对这种频繁的数据读写需求，稳定地工作数年甚至数十年，为电力计量和数据管理提供可靠的支持。

高速写入特性

FRAM 存储器的写入速度之快，在存储器家族中十分耀眼。它的写入操作仅需数纳秒，速度能够达到传统 EEPROM 的 100 倍以上。用赛跑的场景来比喻，传统 EEPROM 像是在慢跑，而 FRAM 则是在飞速冲刺。

在汽车电子的实时数据记录场景中，这一特性发挥了关键作用。以汽车的事件数据记录器（EDR）为例，在车辆发生碰撞或者其他紧急情况时，EDR 需要在极短的时间内记录下车辆的速度、加速度、刹车状态等关键数据。FRAM 存储器凭借其高速写入特性，可以在瞬间完成这些数据的存储，确保数据的完整性和及时性。要是使用写入速度较慢的传统存储器，可能会导致部分关键数据丢失，影响后续对事故原因的分析和判断。

低功耗优势

FRAM 存储器在读写时功耗非常低，这对于那些对功耗有严格要求的设备来说，无疑是一大福音。相关资料显示，FRAM 在写入和读取操作过程中的功耗大约是传统 EEPROM 的十分之一。

以智能穿戴设备为例，如智能手表、智能手环等，它们通常使用小型电池供电，电池容量有限。如果设备中的存储器功耗较高，就会导致电池电量快速耗尽，影响用户的使用体验。而采用 FRAM 存储器后，由于其低功耗特性，设备的电池续航能力能够得到显著提升。例如，某款使用 FRAM 存储器的智能手表，其电池续航能力比使用传统 EEPROM 的同款手表提高了约 30% ，让用户无需频繁充电，使用起来更加便捷。

耐高温特性

FRAM 存储器具有出色的耐高温特性，能够在较高的温度环境下稳定工作。一般来说，它可以耐受高达 125℃的高温 。在工业控制领域，很多设备都需要在高温环境下运行，比如钢铁厂、水泥厂等工厂中的设备，以及汽车发动机舱内的电子设备等。在这些高温环境中，传统的存储器可能会出现数据丢失、性能下降等问题，而 FRAM 存储器则能够凭借其耐高温特性，正常工作，确保设备的稳定运行。比如汽车发动机的控制系统，在发动机运行时，周围环境温度很高，FRAM 存储器可以在这样的高温环境下可靠地存储和读取发动机的各种参数数据，保证发动机的正常运转和性能优化。

市场规模与增长趋势

近年来，FRAM 存储器市场呈现出稳健的增长态势。根据VMResearch的统计及预测，2023 年全球 FRAM 存储器市场销售额达到了 9.72 亿美元 ，预计 2030 年将攀升至 15.77 亿美元，2024-2030 年期间的年复合增长率（CAGR）为 7.50%。这一增长背后，是物联网、汽车电子、工业控制等众多领域对高性能存储器需求的持续推动。

中国市场在全球 FRAM 存储器市场中变化显著。2023 年，中国 FRAM 存储器市场规模为 1.77 亿美元，约占全球的 18.21% 。随着国内相关产业的快速发展，预计到 2030 年，中国市场规模将达到 3.2 亿美元，届时全球占比将提升至 20.33%，成为全球 FRAM 存储器市场增长的重要驱动力。

主要生产地区与消费地区

从生产端来看，美国和日本是全球 FRAM 存储器的主要生产地区。2023 年，美国占有 39.39% 的市场份额，日本则占据了 56.11% 的份额 。这两个国家凭借其先进的半导体技术和完善的产业生态，在 FRAM 存储器生产领域占据主导地位。不过，随着中国在半导体领域的投入不断加大，技术逐步突破，预计未来几年中国地区将保持最快增速，预计 2030 年份额将达到 4% 左右 。

在消费市场方面，全球呈现出多元化的格局。目前，北美地区是全球最大的消费市场，2023 年占有 26.36% 的市场份额 。北美地区科技产业发达，对各类先进电子元器件的需求旺盛，FRAM 存储器在汽车电子、工业自动化等领域有着广泛的应用。日本和欧洲紧随其后，分别占有 22.95% 和 21.24% 的市场份额 。而预计未来几年，中国地区增长最快，2024-2030 期间 CAGR 大约为 9.33% 。中国庞大的电子产业规模以及物联网、5G 等新兴技术的快速发展，将带动 FRAM 存储器的消费需求持续增长。

主要厂商及竞争格局

全球范围内，FRAM 存储器核心厂商主要包括 RAMXEED（原富士通）、英飞凌（Cypress）、德州仪器、罗姆（Lapis）和舜铭存储等 。2023 年，全球前二厂商为 RAMXEED（原富士通）和英飞凌（Cypress），前二厂商占有大约 91% 的市场份额 。这两家企业凭借其深厚的技术积累、广泛的客户基础和强大的市场推广能力，在 FRAM 存储器市场中占据着绝对的主导地位。

不过，市场格局并非一成不变。随着新兴企业的技术突破，预计未来几年会有更多的企业参与到市场竞争当中。这些新兴企业往往以产品差异化、低价格等优势与已有厂商抢占市场份额 。它们的加入，将促使市场竞争更加激烈，推动 FRAM 存储器技术的创新和产品价格的优化，为市场带来新的活力和变化。

汽车电子及充电桩

在汽车智能化、电动化的浪潮下，FRAM 存储器成为汽车电子系统中的关键角色。在新能源汽车的电池管理系统（BMS）里，它大显身手。BMS 需要实时监测和记录电池的电压、电流、温度等关键数据 ，这些数据的记录频率极高，可能每秒甚至每 0.1 秒就要进行一次。FRAM 存储器凭借其高重写耐久性和高速写入特性，能够轻松应对这种高频次的数据读写需求，确保电池状态数据的准确记录和及时传输，为电池的安全运行和性能优化提供有力支持。

在充电桩领域，FRAM 存储器同样不可或缺。充电桩在运行过程中，需要处理大量的参数，如充电电流、电压、功率等，还需要记录充电时间、充电量、用户信息等数据 。这些数据不仅要准确记录，还需实时上传至后台管理系统，以便进行设备监控、故障诊断和电费结算等操作。FRAM 存储器的高速写入和低功耗特性，使其能够快速完成数据的存储和传输，同时降低充电桩的能耗，提高运行效率。

工业自动化

在工业自动化领域，FRAM 存储器为各类设备的数据存储和处理提供了可靠的解决方案。以工厂自动化系统中的机器人为例，机器人在运行过程中，其手臂的角度、强度、位置、速度以及传感器数据等信息都需要实时更新和保存 。FRAM 存储器的高速写入特性，使得这些设置参数能够快速且准确地被存储，从而实现对机器人的精确控制。即使在工厂内发生电源故障或意外的系统宕机，FRAM 存储器也能凭借其高可靠性保持数据，确保机器人重启后可立即恢复至原本的状态，最大限度地减少停机时间，维持生产效率 。而且，由于 FRAM 存储器的可重写次数极多，在数据频繁更新的工厂自动化环境中也具有优异的耐久性，可确保长期稳定运行，减少维护的工作量和成本。

物联网与智能家居

在物联网时代，大量的设备需要实时采集、传输和存储数据，FRAM 存储器成为了理想之选。以智能家居系统中的智能门锁为例，智能门锁需要记录用户的开锁记录、密码设置、指纹信息等数据 。FRAM 存储器的高速写入特性，能够在用户开锁的瞬间快速记录相关信息，同时其非易失性确保了数据在断电情况下也不会丢失。此外，智能家居中的传感器，如温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等，它们会不断地采集环境数据并传输给中央控制系统 。FRAM 存储器可以快速存储这些传感器数据，提高系统的响应速度，让用户能够及时了解家中的环境状况，并实现智能化的控制。

医疗设备

在医疗设备领域，数据的可靠性和稳定性至关重要，FRAM 存储器正好满足了这一严苛要求。以医院中的呼吸机为例，呼吸机需要实时记录患者的呼吸状态、设定参数等信息 。FRAM 存储器的高速读写和高可靠性，使得患者的呼吸数据能够被实时、准确地记录下来，为医生的诊断和治疗提供重要依据。同时，由于 FRAM 存储器无需电池就能实现数据的保存，这对于需要长时间连续工作的医疗设备来说，不仅减少了设备维护保养的费用，还提高了设备的可靠性和稳定性 。在涉及 CT 扫描 X 射线、用于消毒的紫外线和伽马射线的医学和生物处理领域，FRAM 存储器对辐射有很强的耐受性，基于 FRAM 的 RFID 可轻松通过标准医疗灭菌过程，而基于 EEPROM 的 RFID 在这一过程中数据信息会被破坏。

发展机遇

性能优势显著：FRAM 存储器的高性能特性使其在众多领域脱颖而出。在物联网设备中，大量的传感器需要实时采集和传输数据，FRAM 的高速写入和低功耗特性就派上了大用场。以智能温湿度传感器为例，它可能每隔几分钟甚至更短时间就要采集一次环境的温湿度数据并上传，FRAM 能够快速完成数据的存储，确保数据的及时性，同时低功耗又能让传感器在电池供电的情况下长时间稳定工作 。

应用领域广泛：随着各行业的数字化转型，FRAM 存储器的应用场景不断拓展。在智能交通领域，城市的智能公交系统需要实时记录车辆的运行状态、位置信息、乘客流量等数据 。FRAM 存储器可以快速存储这些数据，并且凭借其高可靠性，即使在车辆行驶过程中遇到颠簸、电磁干扰等情况，数据也能完整保存，为公交调度和运营管理提供准确的数据支持 。

技术创新推动：科研人员和企业在 FRAM 存储器技术上不断探索创新。在材料研发方面，新型铁电材料的出现，有望进一步提升 FRAM 存储器的性能。比如，一些研究致力于开发具有更高极化强度和更低矫顽场的铁电材料，以提高存储密度和读写速度 。在制造工艺上，不断优化的光刻技术和封装工艺，有助于降低生产成本，提高生产效率，从而推动 FRAM 存储器在更多领域的普及应用 。

面临挑战

当前，环保问题日益受到全球关注，而 FRAM 存储器所面临的环保风险不容忽视。目前主流的铁电材料，如锆钛酸铅（PZT）和钽酸锶铋（SBT），在环保方面存在显著问题。PZT 材料中含有铅元素，铅是一种重金属，在生产过程中，如果处理不当，铅的排放可能会对土壤、水源等造成污染，危害生态环境和人体健康。在使用过程中，PZT 和 SBT 材料可能出现疲劳退化现象，这不仅影响了存储器的性能和寿命，还可能导致设备过早报废，增加电子垃圾的产生量 。随着全球环保意识的提升和环保法规的日益严格，这些环保问题可能会对 FRAM 存储器的市场推广和应用形成制约，促使企业加快研发环保型的铁电材料。

技术突破方向

在存储密度和容量提升方面，科研人员正致力于开发更先进的制造工艺，以减小存储单元的尺寸，从而提高单位面积内的存储容量。例如，通过采用更精细的光刻技术，有望将存储单元的尺寸缩小至纳米级别，进而实现存储密度的大幅提升 。在新型材料研发上，探索具有更高极化强度和稳定性的铁电材料，以提高存储性能和可靠性。

在读写速度优化上，一方面改进存储单元的结构设计，减少数据读写的传输路径和时间延迟；另一方面，优化存储器的电路设计，提高信号传输速度和处理效率。通过这些措施，使 FRAM 存储器的读写速度能够满足未来高速数据处理的需求，例如在 5G 通信、人工智能等对数据传输速度要求极高的领域中，能够快速地存储和读取大量数据。

为了提高读写耐久性，研究人员尝试从材料和工艺两个方面入手。在材料方面，寻找更耐用、抗疲劳性能更好的铁电材料，减少材料在反复读写过程中的性能衰退。在工艺上，优化制造工艺，提高存储单元的质量和稳定性，从而延长 FRAM 存储器的读写寿命，使其能够在更多对数据可靠性和耐久性要求苛刻的应用场景中发挥作用 。

市场竞争态势预测

现有企业如 RAMXEED（原富士通）、英飞凌（Cypress）等，凭借其深厚的技术积累、广泛的客户基础和强大的品牌影响力，在市场中占据主导地位。为了保持竞争优势，它们会持续加大研发投入，不断推出性能更优、成本更低的新产品。例如，富士通可能会进一步优化其 FRAM 存储器的性能，提高存储密度和读写速度，同时降低生产成本，以满足市场对高性能、低价格存储器的需求 。

随着 FRAM 存储器市场的发展，新进入者也将不断涌现。这些新企业往往具有创新的技术和独特的商业模式，能够迅速适应市场变化，满足客户的个性化需求。它们可能会通过差异化竞争策略，专注于某一特定应用领域或细分市场，以独特的产品和服务在市场中占据一席之地。比如，一些新兴企业可能会针对物联网设备的小型化、低功耗需求，开发出专门的 FRAM 存储器产品，凭借其针对性的设计和较低的价格，与传统企业竞争 。

随着市场竞争的加剧，市场格局可能会发生变化。一些具有创新能力和快速响应市场需求的企业，有望在竞争中脱颖而出，市场份额逐渐扩大。而那些无法跟上技术发展步伐、不能满足客户需求的企业，则可能面临市场份额下降甚至被淘汰的风险。未来，FRAM 存储器市场可能会呈现出更加多元化和竞争激烈的格局，推动行业不断向前发展 。

国产化替代趋势

近年来，国内半导体技术取得了长足的进步，在 FRAM 存储器领域也不例外。越来越多的国内企业加大了在 FRAM 存储器研发方面的投入，与国内外科研机构开展深度合作，不断突破关键技术瓶颈 。例如，国内某企业通过自主研发，成功推出了具有自主知识产权的 FRAM 存储器产品，其性能指标达到了国际同类产品的水平。

国产 FRAM 存储器在性能上逐渐逼近甚至超越国际同类产品，同时在价格上具有更大的优势。这使得国产 FRAM 存储器在多个应用领域，如充电桩、物联网设备等，开始逐步替代传统存储器产品。以充电桩为例，国产 FRAM 存储器凭借其高性能和低价格，能够降低充电桩的生产成本，提高产品竞争力，从而在充电桩市场中占据越来越大的份额 。

国家政策对半导体产业的支持力度不断加大，为国产 FRAM 存储器的发展提供了良好的政策环境和市场机遇。政府出台了一系列鼓励政策，如税收优惠、研发补贴等，支持国内企业在 FRAM 存储器领域的研发和生产。在国家政策的引导下，国产 FRAM 存储器的市场份额有望进一步扩大，实现对进口产品的有效替代 。

本报告关注全球与中国市场FRAM存储器的产能、产出、销量、销售额、价格以及发展前景。主要探讨全球和中国市场上主要竞争者的产品特性、规格、价格、销量、销售收益以及他们在全球和中国市场的占有率。历史数据覆盖2020至2024年，预测数据则涵盖2025至2031年。

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