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持续开拓,新一代存储产品助力行业创新

当前兆易创新的存储产品线可以支持27大产品系列、16种产品容量、4个电压范围、7款温度规格、29种封装方式。

十年前,兆易创新存储产品线只有NOR Flash,电压类型只有2种,最大容量支持128Mb,系列不仅单一,封装类型也较少,温度等级也只能支持到85度。6Ikesmc

随着近些年不同应用对Flash的需求增加,兆易创新产品线不断完善,不止有NOR Flash,NAND类型也拓展得更丰富,支持四种类型,容量拓展至8GB,新型封装也更多。同时,温度等级方面,兆易创新不只拓展了工规的85度,还支持车规的125度。6Ikesmc

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“当前兆易创新的存储产品线可以支持27大产品系列、16种产品容量、4个电压范围、7款温度规格、29种封装方式。”近日在第11届EEVIA年度中国硬科技媒体论坛暨产业链研创趋势展望研讨会上,兆易创新Flash事业部产品市场经理张静表示。针对不同的市场应用需求,在兆易都可以找到解决方案,其中包括了对全容量、高性能、低功耗、小封装的需求。6Ikesmc

不同应用对Flash容量的需求

据介绍,Flash作为高可靠性的系统代码存储媒介,一般会用来存储启动代码、固件或者一些操作系统,或者一些其他的数据。针对不同应用系统的复杂程度,不同的嵌入式对Flash容量的需求不同。尤其随着当前用户的需求多样化,系统功能也是越来越多,代码的复杂程度也是不同,对Flash的需求容量各异。6Ikesmc

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各类应用不仅对Flash的需求容量跨度很大,既使是同样的一个应用类型,对Flash的容量需求也不尽相同。但整体来看,市场对Flash的需求容量从512Kb,到最大至8Gb。兆易创新的Flash产品完全覆盖了市场所需的容量。6Ikesmc

 NOR Flash可以支持片上执行,可以从Flash中直接运行代码。对大部分应用而言,会把Flash的应用代码搬到RAM去执行,这对Flash的要求并不高。但随着物联网、可穿戴、汽车电子等新需求的发展,对Flash的性能需要越来越高。像物联网、可穿戴等,希望Flash可以支持更高的性能,主要是想要从Flash中直接运行代码,这样可以节省RAM空间,从而节省成本。而汽车电子对Flash需要高性能,希望能够提高传输速率,能够做到及时响应,从而提高用户的体验感。6Ikesmc

鉴于此,兆易创新推出了T系列、LT系列,这些系列最高的性能可以支持到200MB每秒,该性能也是当前业界最高性能的四口产品。6Ikesmc

此外,对于最高的性能需求,兆易创新还推出了八口SPI Flash产品,在四口的产品上IO数量扩大了一倍。其最高性能可以支持400MB每秒,该性能也是业界最高的产品性能水平。6Ikesmc

绿色设计理念已成为半导体行业的一大主要推动力。兆易创新认为,低电压、低功耗是Flash现在及未来的需求方向。6Ikesmc

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为满足不同的应用需求,兆易创新推出了不同类型电压的解决方案,电压覆盖范围从3伏,到低电压的1.8伏,再到宽电压1.65到3.6伏,再到更低的电压需求的1.2伏。6Ikesmc

像工控、计算机、电表、网通等应用需要Flash支持3伏电压。不过,随着越来越多的电子设备趋向于便携式、可移动性方向发展,对于低功耗的需求带来延长续航时间变得越来越重要。所以像可穿戴、手机屏、计算机、笔记本电脑等应用,需要Flash支持低电压1.8伏的电压。像摇控器、电子烟、追踪器等应用,电池供电需要Flash支持更宽的电压范围,所以兆易创新提供了1.65到3.6伏的宽电压产品。另外还有一些更低电压,对功耗的要求更高的需求,需要Flash支持1.2伏的低电压。6Ikesmc

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不同封装

目前各个应用对Flash主流的封装形式的使用是不同的。但是随着集成度越来越高,在一些尺寸受限日趋小型化的应用要求下,进一步缩小Flash的体积,扩大同封装Flash产品容量范围势在必行。对此,兆易创新推出了不同的小形状、大容量的解决方案。6Ikesmc

针对缩小封装,兆易创新一直在引领创新,其推出了业界首颗1.2×1.2mm 的USON6封装形式,这种封装易于焊接和封装,比较耐用。6Ikesmc

同时,兆易创新还推出了WLCSP封装,可以做到和裸die封装尺寸大小一致,也可以做到产品中最小的封装形式。但是它容易受损,系统的门槛会更高一些。当前其在消费类,比如穿戴式需求应用较多。6Ikesmc

此外,兆易创新在扩大封装容量上,也提出了不同的引领创新的解决方案。在64Mb的容量上,该厂商推出了业界最小尺寸的3×2mm FO-USON 8封装。这一封装形式是和USON 3×2mm的封装形式完全兼容。当前USON 8 3×2mm的封装最大可支持容量是32Mb,而兆易创新可以做到64Mb,客户如有需要可以直接将其扩到64Mb,而无需更新PCB。6Ikesmc

和当前64Mb主流的封装USON 4×4mm相比,3×2mm的封装空间体积也减少了70%,对于紧凑型的设计,可以有更灵活的设计空间。6Ikesmc

在128Mb的容量上,兆易创新推出了业界最小尺寸的3×3mm封装。3×3mm的FO-USON8封装,其可以做到和传统的USON8 3×3mm封装形式完全兼容。当前业界USON8 3×3mm最大的可支持容量是64Mb。如有需要客户可以直接将扩展到128Mb,而无需更新PCB。6Ikesmc

和128Mb主流的封装形式USON8 6×5mm相比,在空间体积上,3×3mm的封装相对来讲减少了85%的空间体积。所以无论是从空间体积还是扩大容量方面,这两大封装形式都有非常大的优势。6Ikesmc

先进制程SoC对NOR Flash的需求

半导体制程工艺的节点发展非常快,最近3纳米已经量产了。工艺节点的降低,它的特征尺寸降低,它的速度也会越快。6Ikesmc

另外,节点的降低也会带来电压的降低,它的功耗降低。尤其到7纳米以下,电压会降低到1.2伏,功耗降低,能源进一步节约。节点尺寸越小,它的计算能力也越强,性能进一步提升。6Ikesmc

像汽车应用、手机、云计算或者智能识别,这些应用对性能的需求越来越高,7纳米以下的制程工艺可以为其SoC处理器带来更快的计算速度、更强的图片处理能力、更长的电池续航时间,能够给用户带来更出色的体验。6Ikesmc

尤其高性能还有低功耗的SoC的需求,对Flash也提出了同样的要求。对此,兆易创新推出了不同的解决方案来。6Ikesmc

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  左边是当前1.8伏的方案,如果核心供电为1.2伏的SoC和1.8V的SPI NOR Flash要通信,SOC需要增加升压电路,将内部1.2伏电压提升到1.8伏,来匹配外部SPI NOR Flash的电压水平。这样会增加电路设计的复杂度。6Ikesmc

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另外,因为SoC的电压为1.2伏,Flash的电压是1.8伏,就需要提供多电源的系统,增加了设计复杂度,同时消耗功率也会高一些。6Ikesmc

对此,兆易创新推出了更低电压的解决方案,即NOR Flash的核心供电和IO的供电电压都是1.2伏。这种方案它的电压是和核心电压SoC1.2伏保持一致的电压值。这样就可以精简1.2V SoC的电路设计,不需要增加升压电路就可以直接通信。6Ikesmc

另外,由于两个的电压是相同的,所以对于电源系统来讲,也会更简化一些。6Ikesmc

电压的降低,同时可以带来更低的消耗功率。6Ikesmc

此外,兆易创新还推出了另一个解决方案,就是1.2伏VIO的方案,此方案的核心电压还是保持1.8伏,但是IO接口的电压降低到1.2伏,这样和核心电压为1.2伏的SoC在通信时,同样无需增加升压电路,直接可以通信,精简了1.2伏SoC的电路设计。6Ikesmc

与此同时,该方案保持了1.8伏的供电,可以做到和1.8伏同等的高性能的水平。另外IO口的电压降低,它的消耗功率也会降低。6Ikesmc

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大家对Flash性能的关注主要集中读写擦。通过上图对比,可以看到,1.2V VIO的供电电压和1.8伏的方案是一样的,都是保持1.8伏的供电。它的产品性能是可以做到和1.8伏的读性能一致;1.2伏产品的读性能相对来讲会低一些。6Ikesmc

在擦写方面,擦写时间也是越快越好。1.2V VIO保持了1.8伏的供电,所以它的擦写时间是可以做到和1.8伏的擦写性能一致;相对来讲1.2伏的产品系列擦写速度就会慢一些。6Ikesmc

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在功耗对比方面,上图展示了读写擦的三个操作功耗的对比情况。读功耗的对比,在相同频率的条件下,1.8伏的功耗是最高的,1.2伏相对于1.8伏读的功耗可以降低50%以上。1.2伏的VIO相对1.8伏可以降低40%及以上。在擦写功耗上,擦写的功耗和接口的电压关系不大,主要的影响还是在核心供电电压上,所以1.2伏的擦写功耗是最低的,而1.2伏VIO和1.8伏的擦写功耗是一致的。所以1.2伏的功耗是最低的,其次就是1.2伏VIO。6Ikesmc

通过对比三种方案:从性能来看,1.2伏VIO和1.8伏的方案都可以保持高性能的水平,但是从功耗上来看,1.2伏的功耗可以做到最低,其次就是1.2伏的VIO。所以对于先进工艺制程的1.2伏的SoC,如果对于高性能没有特别高的要求,可以选择1.2伏的方案产品。对于一些汽车电子、手机、智能识别的应用,对于高性能和低功耗都有需求的,兆易创新认为1.2伏VIO的方案是最理想的Flash解决方案。6Ikesmc

此外,据介绍,兆易创新还推出了GD25NF四口的产品系列,1.2伏VIO的方案也是其在业界首推的方案,且当前该产品已经有样品。6Ikesmc

责编:Zengde.Xia
夏曾德
夏曾德,《国际电子商情》副主分析师
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