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打磨存储产品的几个方向 由新兴的应用需求决定

2023/10/12
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作为非易失性存储器,NOR Flash被广泛应用于各类电子设备中,用于存储启动代码、固件、操作系统以及其他重要数据。近年来,由于物联网、手机OLED屏幕、5G基站,以及汽车电子等新兴领域的发展,推动了NOR Flash的新机遇。

自2009年推出第一颗SPI NOR Flash以来,兆易创新便开始了飞速发展的旅程。日前,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详细介绍了该公司Flash产品的发展和布局。

全球市场占有率超过20%,连续十年市占率位列前三,SPI NOR Flash在市场上的表现可谓抢眼。截至目前,兆易创新的Flash产品出货量已经超过200多亿颗,这也就意味着该公司的Flash支持着超过200亿台电子设备的启动。

随着物联网、5G等技术的快速发展,Flash在这些领域的需求也在不断增长。此外,随着汽车电子化程度的提高,Flash在汽车领域的应用也在逐步扩大。这些新兴应用成为兆易创新Flash产品规划的目标,十年来,该公司产品不断丰富和拓展。目前,兆易创新的存储产品线涵盖NOR Flash和NAND Flash两大类型,涵盖多个产品系列、封装类型以及温度等级,以适应不同市场应用的需求。

多样化需求的影响

不同的应用系统由于其复杂程度和特定需求,对Flash有着不同的需求,主要是容量、性能、电压、封装等几个方面。

张静表示,在各种应用中,对Flash容量的需求有着极大的跨度,即使在相同类型的设备中,Flash的容量需求也是多样化的。目前,市场对Flash的容量需求主要集中在512Kb到8Gb之间,兆易创新的产品线完全覆盖了这个范围。

性能方面,虽然大部分应用并不要求Flash具有很高的性能,但随着物联网、可穿戴设备和汽车电子等新兴领域的发展,对Flash性能的需求也在逐步提高。这些领域希望Flash不仅能够存储数据,还能够直接运行代码,从而节省RAM的空间和成本,提高系统的整体性能。

对此,兆易创新推出了T系列和LT系列高性能产品,最高可以支持到每秒200Mb,这是当前业界四口产品可以达到的最高性能。对于需要更高性能的应用,兆易创新还推出了八口SPI Flash,其性能最高可以支持到每秒400Mb,为当前业界最高。

当前,节约能源的设计理念已成为半导体行业的共识,在此背景下,低电压、低功耗的Flash解决方案越来越受到市场的欢迎。响应这一趋势,兆易创新推出了四种不同电压范围的产品,分别为3V、1.8V、1.2V以及针对电池供电应用的1.65V~3.6V宽压供电的产品系列。

这些不同电压类型的解决方案,满足了不同类型应用的需求。例如,工业控制计算机、电表、网通这类应用仍需要3V电压的Flash;可穿戴、手机屏、计算机、笔记本电脑这类应用需要1.8V的低电压Flash;而摇控器、追踪器这类应用则需要更宽的电压范围。

在封装方面,随着集成度的提高,各种应用对Flash的封装形式也提出了不同的需求。兆易创新推出了业界首颗1.2×1.2mm的封装形式USON6,这种封装易于焊接和封装,且比较耐用。此外,他们还推出了WLCSP封装,可以做到和裸die封装尺寸大小一致,实现了产品中最小的封装形式。该类型目前在消费类上,如穿戴式设备上使用较多。

在扩大封装容量上,兆易创新也提出了不同的解决方案。他们在64Mb的容量上推出了业界最小尺寸的3×2mm FO-USON 8封装,与USON 3×2mm封装形式完全兼容,扩大了封装容量的同时保证了设备的兼容性。当前USON 8 3×2mm的封装最大可支持容量是32Mb,而兆易创新的封装可以做到64Mb,满足了客户的扩容需求,而无需更新PCB。与当前64Mb主流的封装USON 4×4mm相比,3×2mm的封装空间体积减少了70%,为紧凑型设计提供了更大的灵活性。

此外,在128Mb的容量上,兆易创新推出了业界最小尺寸的3×3mm的FO-USON8封装,可以和传统的USON8 3×3mm封装完全兼容。当前业界USON8 3×3mm最大的可支持容量是64Mb,如果想扩容到128Mb,用户无需更新PCB。和主流的128Mb USON8 6×5mm封装相比,在空间体积上,3×3mm的封装减少了85%的空间体积,优势明显。

先进制程工艺的影响

随着先进制程工艺的发展,SoC制程工艺节点的降低也带来了电压的降低和功耗的优化。并且,低电压操作也可以提高设备的可靠性和稳定性。高性能、低电压、低功耗的SoC需求对Flash存储器提出了更高的要求,传统的NOR Flash已经无法满足SoC的性能和能效需求。

如前文所述,为了满足不同应用对 Flash的需求,兆易创新推出了多种解决方案,在高性能、低电压、低功耗几个方向上推出了不同的产品。如T系列和LT系列Flash,适用于对性能要求较高的应用;核心电压为1.2V的Flash可以直接与核心电压为1.2V的SoC进行通信,简化了电路设计并降低了功耗;另外还有核心电压保持1.8V,IO接口电压降低到1.2V的产品,它同样可以在与核心电压为1.2V的SoC通信时简化电路设计并降低功耗。针对多电源系统,兆易创新也推出了不同电压的IO接口和核心供电的Flash产品。

张静表示,从性能来看,1.2V VIO和1.8V的方案都可以保持高性能的水平,但1.2V的功耗可以做到最低,其次是1.2V的VIO。所以对于先进工艺制程的1.2V的SoC,如果对高性能没有特别高的要求,可以选择1.2V的方案产品。但对于一些汽车电子、手机、智能识别的应用,对于高性能和低功耗都有需求的,1.2V VIO的方案是最理想的选择,该方案也是兆易创新在业界首推的方案,目前已有样品提供。

结语

从产品布局看,目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。这些产品围绕着全容量、高性能、低功耗、小封装的需求而布局,将为兆易创新未来的发展提供强大的后劲。

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