《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高性能SPI NOR Flash進(jìn)入“X”時(shí)代,,以快制勝撬動(dòng)三大萬億級應(yīng)用市場

2019-04-19

隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加以及傳感器的大規(guī)模部署,,在畢馬威(KPMG)聯(lián)合全球半導(dǎo)體聯(lián)盟(GSA)最新發(fā)布的半導(dǎo)體行業(yè)趨勢與展望報(bào)告中,,物聯(lián)網(wǎng)首次超越無線通信成為推進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一驅(qū)動(dòng)力,。萬物互聯(lián)將創(chuàng)造出越來越多的商業(yè)機(jī)遇,,各行各業(yè)都對其充滿期待,,NOR Flash這個(gè)“大存儲(chǔ)”產(chǎn)業(yè)鏈中的“小市場”也不例外。

近日,,在由EEVIA舉辦的第八屆年度中國電子ICT媒體論壇暨2019產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)上,,兆易創(chuàng)新存儲(chǔ)事業(yè)部資深產(chǎn)品市場總監(jiān)陳暉(Mike Chen)根據(jù)自己長期在硅谷從事研發(fā)及市場開發(fā)的一線經(jīng)驗(yàn)和負(fù)責(zé)兆易創(chuàng)新NOR Flash產(chǎn)品定義與規(guī)劃的市場觀察,與一百多位到場媒體以及專業(yè)觀眾分享了SPI技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程,,并詳細(xì)闡述了高性能SPI NOR Flash未來的應(yīng)用前景與挑戰(zhàn),。

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兆易創(chuàng)新存儲(chǔ)事業(yè)部資深產(chǎn)品市場總監(jiān)陳暉(Mike Chen)

速度從“牛車”到“戰(zhàn)斗機(jī)”,xSPI標(biāo)準(zhǔn)助推NOR Flash性能起飛

物聯(lián)網(wǎng)部署的快速推進(jìn)隨之產(chǎn)生的是海量的數(shù)據(jù)信息,,大容量高性能NOR Flash可以用來存儲(chǔ)代碼及部分?jǐn)?shù)據(jù),,具備隨機(jī)存儲(chǔ)、可靠性強(qiáng),、讀取速度快,、可執(zhí)行代碼等特性,在自動(dòng)駕駛,、5G以及人工智能等各大新勢能應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)與接口技術(shù)不斷升級換代的助力下,,NOR Flash再次聚焦于市場鎂光燈之下,被認(rèn)為是萬物互聯(lián)時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備代碼存儲(chǔ)應(yīng)用的首選,。“從2004年開始推廣SPI NOR Flash起,, 2018年整個(gè)市場出貨量已超過60億顆,,基本上地球上每人都可以分到一顆?!标悤熡靡唤M數(shù)據(jù)說明了這一趨勢,。

SPI(串行外圍接口)是一種高速、全雙工,、同步的通信總線,,由于其指令協(xié)議簡單,,信號引腳小,體積小等特性,,越來越多的NOR Flash芯片集成了這種通信協(xié)議,,并在許多領(lǐng)域取得了十分廣泛的應(yīng)用?;仡橲PI接口技術(shù)發(fā)展歷史,,盡管早在上個(gè)世紀(jì)80年代就已推出,真正開始有商業(yè)用途出現(xiàn)卻是在2000年左右,,單通道SPI讀取數(shù)據(jù)的頻率約為20MHz,,數(shù)據(jù)吞吐量為2.5MB/s,用交通工具作類比基本相當(dāng)于牛車,。

經(jīng)過十多年的發(fā)展,,通道數(shù)越來越多,數(shù)據(jù)讀取頻率越來越高,,數(shù)據(jù)吞吐量也越來越大,,JEDEC最新發(fā)布的xSPI電氣接口標(biāo)準(zhǔn)對總線事務(wù)、命令和大量內(nèi)部功能進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,,八通道JEDEC xSPI帶DTR數(shù)據(jù)讀取頻率高達(dá)200MHz,,數(shù)據(jù)吞吐量高達(dá)400MB/s,堪稱戰(zhàn)斗機(jī)級的數(shù)據(jù)傳輸速率,。同時(shí)考慮到客戶對其導(dǎo)入時(shí)間與成本有所顧慮,,兆易創(chuàng)新將四通道帶DTR接口的數(shù)據(jù)讀取頻率提升到200MHz,數(shù)據(jù)吞吐量也可以高達(dá)200MB/s,,相當(dāng)于一輛極速奔馳的F1賽車了,。

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“JEDEC xSPI規(guī)范由各大主要NOR Flash廠商聯(lián)合制定,旨在保證行業(yè)各廠商的產(chǎn)品在使用時(shí)的兼容性,,同時(shí)滿足‘即時(shí)啟動(dòng)’(instant-on)應(yīng)用的需求,,讓位于SoC外部的NOR Flash保有其性能標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合高吞吐量這一性能,,能夠有效助力下一代產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全新應(yīng)用和功能,。”陳暉對NOR Flash的廣闊應(yīng)用前景充滿了信心,。

“以快制勝”,,高性能NOR Flash如何靈活搶占市場?

新興市場對產(chǎn)品的性能要求越來越高,,對各種計(jì)算反應(yīng)速度要求越來越快,,在陳暉看來于高性能SPI NOR Flash而言是一大利好。在傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,,系統(tǒng)上電啟動(dòng)后需要把NOR Flash中存儲(chǔ)的系統(tǒng)代碼全部傳輸?shù)絉AM中,,隨著系統(tǒng)功能的提升,,代碼容量急劇上升,如何在最短時(shí)間內(nèi)把系統(tǒng)代碼從Flash傳輸?shù)絉AM中從而縮短系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間,,是對SPI NOR Flash讀取性能的一個(gè)挑戰(zhàn),。在車載應(yīng)用中,未來汽車超大顯示屏還需要把大量的圖形數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉AM中,。汽車啟動(dòng)后,,高分辨率顯示屏需要立即顯示出儀表盤、導(dǎo)航地圖,,以及可支持ADAS的后視攝像機(jī)畫面等,, 符合xSPI規(guī)范的8通道SPI NOR Flash即時(shí)啟動(dòng)的特性可以將整個(gè)過程縮短到1s以內(nèi),對不滿于當(dāng)前汽車啟動(dòng)時(shí)ADAS系統(tǒng)緩慢上電反應(yīng)的絕大部分消費(fèi)者而言,,這是一個(gè)很關(guān)鍵的指標(biāo),。

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此外,隨著芯片工藝和技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化,,在未來,,高性能SPI NOR Flash不但可對現(xiàn)有使用傳統(tǒng)NOR Flash的產(chǎn)品進(jìn)行升級換代,還將觸及NAND Flash的大容量存儲(chǔ)芯片市場,,并拓展至人工智能領(lǐng)域,。AI運(yùn)算需要頻繁調(diào)用存儲(chǔ)于Flash內(nèi)的算法及數(shù)據(jù)庫,提高Flash接口的數(shù)據(jù)吞吐量才能保證AI運(yùn)算的快速,、高效,。系統(tǒng)啟動(dòng)后,高性能SPI NOR Flash能夠保證代碼,、算法以及數(shù)據(jù)庫在最短的時(shí)間內(nèi)完成讀取,,并在整個(gè)使用過程中保持實(shí)時(shí)響應(yīng)。

IoT應(yīng)用則由于受到系統(tǒng)成本以及設(shè)計(jì)尺寸的限制,,通常會(huì)減小或者去除DRAM,,主芯片需要從Flash直接讀取系統(tǒng)代碼完成芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP,eXecute In Place),,不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中,,這也是為何NOR Flash被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備代碼存儲(chǔ)應(yīng)用的首選的重要原因?!敖柚谡滓讋?chuàng)新新一代高性能SPI NOR Flash高數(shù)據(jù)吞吐量,,快速調(diào)用讀取代碼、數(shù)據(jù)與算法,,使得每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備及時(shí)響應(yīng),才能夠保證整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的欣欣向榮,?!标悤煆?qiáng)調(diào)道,。

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立足中國輻射全球,NOR Flash市場再樹兆易創(chuàng)新的標(biāo)桿

展望未來,,高性能SPI NOR Flash在萬物互聯(lián)的新時(shí)代有著無限的可能,。兆易創(chuàng)新成立于2005年,經(jīng)過十幾年的發(fā)展,,憑借卓越的創(chuàng)新精神,,已占據(jù)了全球NOR Flash市場領(lǐng)域8%的份額,全球排名第五,。同時(shí),,兆易創(chuàng)新也是全球排名第三、國內(nèi)位居第一的SPI NOR Flash供應(yīng)商,,據(jù)陳暉透露,,僅在去年,兆易創(chuàng)新的NOR Flash出貨便接近20億顆,,累計(jì)出貨量更是高達(dá)100億顆,。

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不久前,兆易創(chuàng)新正式宣布其GD25全系列SPI NOR Flash產(chǎn)品已完成AEC-Q100認(rèn)證,,是目前唯一的全國產(chǎn)化車規(guī)閃存產(chǎn)品,,可為汽車前裝市場以及需要車規(guī)級產(chǎn)品的特定應(yīng)用提供高性能和高可靠性的閃存解決方案?!罢滓撞还馐菫榱俗非笤谲囕d電子領(lǐng)域的營收,,更多的是希望把應(yīng)用于車載電子的NOR Flash產(chǎn)品作為一個(gè)標(biāo)桿,展示我們先進(jìn)的工藝水平,、研發(fā)實(shí)力與產(chǎn)品高性能和高可靠性標(biāo)準(zhǔn),,與此同時(shí),促進(jìn)兆易創(chuàng)新本身資質(zhì)的持續(xù)提升,,與人們對兆易創(chuàng)新產(chǎn)品認(rèn)知水平的提升,,這是一個(gè)互相促進(jìn)的過程?!标悤熢u價(jià)道,。

事實(shí)上,在陳暉看來,,中國市場機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)使得各種項(xiàng)目啟動(dòng)十分迅速,,兆易創(chuàng)新立足于中國市場,能夠很好的協(xié)助本土客戶在不同領(lǐng)域更快的開發(fā)出更好的產(chǎn)品,。據(jù)了解,,兆易創(chuàng)新豐富的SPI NOR Flash產(chǎn)品線提供了從512Kb至1Gb的系列產(chǎn)品,涵蓋了NOR Flash市場的全部容量類型,電壓涵蓋1.8V,、2.5V,、3.3V以及寬電壓產(chǎn)品,針對不同應(yīng)用市場需求分別提供高性能,、低功耗,、低成本、高可靠性等幾個(gè)系列,,產(chǎn)品采用領(lǐng)先的工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)和優(yōu)化的設(shè)計(jì),,性能、成本,、可靠性等在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都具有顯著優(yōu)勢,。此外,兆易創(chuàng)新采用Fabless的生產(chǎn)模式,,可以充分利用國內(nèi)完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,,從而把主要精力集中于芯片的設(shè)計(jì)和開發(fā),確保在激烈的市場競爭中能夠快速調(diào)整,、快速發(fā)展,。

“雖然產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)是在中國,但兆易創(chuàng)新同時(shí)擁有大量國際化客戶,,這些客戶的研發(fā),、體系和機(jī)構(gòu)設(shè)置在中國以外地區(qū)。因此,,兆易創(chuàng)新也逐步在美國,、歐洲等全球各地開設(shè)了相應(yīng)的辦事處以及分支機(jī)構(gòu),通過定期與國際主芯片原廠及客戶積極溝通,,直接了解其需求,,共同探討下一代產(chǎn)品開發(fā),搶奪高性能SPI NOR Flash市場先機(jī),?!标悤煆?qiáng)調(diào)道。


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