La memoria ferroelettrica ad accesso casuale (FRAM o FeRAM) è un tipo specializzato di supporto di archiviazione dati a stato solido per applicazioni informatiche. Si differenzia dalla RAM comune utilizzata nella maggior parte dei personal computer in quanto non è volatile, il che significa che conserva i dati in essa memorizzati quando si spegne il dispositivo, non vero per la RAM dinamica standard (DRAM). Le proprietà uniche del materiale di cui è composto il FRAM gli conferiscono uno stato ferroelettrico naturale, il che significa che ha una polarizzazione incorporata che si presta alla memorizzazione semipermanente dei dati senza bisogno di alimentazione. Questa polarizzazione naturale significa che la FRAM ha un basso livello di consumo energetico rispetto alla DRAM standard.
I dati su un chip FRAM possono anche essere modificati applicando un campo elettrico per scrivere nuove informazioni su di esso, il che gli conferisce una certa somiglianza con Flash RAM e chip di memoria programmabili in molti tipi di macchine industriali computerizzate note come memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente (EEPROM). I principali svantaggi della FRAM sono che la densità di archiviazione dei dati è notevolmente inferiore a quella di altri tipi di RAM ed è più difficile da produrre, poiché lo strato ferroelettrico può essere facilmente degradato durante la produzione di chip di silicio. Poiché la RAM ferroelettrica non può contenere una grande quantità di dati e sarebbe costosa da realizzare per applicazioni che richiedono molta memoria, viene spesso utilizzata in dispositivi portatili basati su computer come smart card legate a sistemi di sicurezza per entrare negli edifici e identificatori di radiofrequenza (RFID) tag utilizzati sui prodotti di consumo per tenere traccia dell’inventario.
Il materiale più spesso utilizzato per produrre RAM ferroelettrica a partire dal 2011 è il titanato di zirconato di piombo (PZT), sebbene la storia della tecnologia possa essere fatta risalire alla sua concezione nel 1952 e alla prima produzione verso la fine degli anni ‘1980. L’architettura del chip FRAM è costruita su un modello in cui un condensatore di memorizzazione è accoppiato con un transistor di segnalazione per formare una cella di metallizzazione programmabile. Il materiale PZT nella RAM ferrorelettrica è ciò che gli conferisce la capacità di conservare i dati senza accesso all’alimentazione. Mentre l’architettura si basa sullo stesso modello della DRAM ed entrambi memorizzano i dati come stringhe binarie di uno e zero, solo la RAM ferroelettrica ha una memoria a cambiamento di fase, in cui i dati sono incorporati in modo permanente fino a quando un campo elettrico applicato non li cancella o li sovrascrive. In questo senso, la RAM ferroelettrica funziona allo stesso modo della memoria flash o di un chip EEPROM, tranne per il fatto che la velocità di lettura-scrittura è molto più veloce e può essere ripetuta più volte prima che il chip FRAM inizi a guastarsi e il livello di consumo energetico è molto inferiore.
Poiché la RAM ferroelettrica può avere velocità di accesso in lettura-scrittura 30,000 volte più veloci di un chip EEPROM standard, insieme al fatto che può durare 100,000 volte più a lungo e avere solo 1/200 del consumo energetico dell’EEPROM, è un tipo di precursore di memoria della pista. La memoria Racetrack è un tipo di memoria a stato solido non volatile e universale in fase di progettazione negli Stati Uniti che potrebbe eventualmente sostituire i dischi rigidi dei computer standard e i dispositivi di memoria flash portatili. Una volta commercializzata, si prevede che la memoria da pista avrà una velocità di lettura-scrittura 100 volte più veloce dell’attuale RAM ferroelettrica, o 3,000,000 volte più veloce del livello di prestazioni di un disco rigido standard a partire dal 2011.