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(shì)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(duì)其充滿期待，NOR Flash這個(gè)“大存儲(chǔ)”產(chǎn)業(yè)鏈中的“小市場(chǎng)”也不例外。
近日，在由EEVIA舉辦的第八屆年度中國(guó)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(chǎng)總監(jiān)陳暉(Mike Chen)根據(jù)自己長(zhǎng)期在硅谷從事研發(fā)及市場(chǎng)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(chǎng)觀察，與一百多位到場(chǎng)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)。
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(shì)能應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)與接口技術(shù)不斷升級(jí)換代的助力下，NOR Flash再次聚焦于市場(chǎng)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(chǎng)出貨量已超過60億顆，基本上地球上每人都可以分到一顆。”陳暉用一組數(shù)據(jù)說明了這一趨勢(shì)。
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(jiǎn)單，信號(hào)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。回顧SPI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，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(duì)總線事務(wù)、命令和大量?jī)?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(jí)的數(shù)據(jù)傳輸速率。同時(shí)考慮到客戶對(duì)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。
“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(duì)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(chǎng)?
新興市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的性能要求越來越高，對(duì)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(duì)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(duì)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)。
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(duì)現(xiàn)有使用傳統(tǒng)NOR Flash的產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)換代，還將觸及NAND Flash的大容量存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)，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(kù)，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(kù)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。“借助于兆易創(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。”陳暉強(qiáng)調(diào)道。
立足中國(guó)輻射全球，NOR Flash市場(chǎng)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(chǎng)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(guó)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。
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(guó)產(chǎn)化車規(guī)閃存產(chǎn)品，可為汽車前裝市場(chǎng)以及需要車規(guī)級(jí)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。“兆易不光是為了追求在車載電子領(lǐng)域的營(yíng)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(duì)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。”陳暉評(píng)價(jià)道。
事實(shí)上，在陳暉看來，中國(guó)市場(chǎng)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(guó)市場(chǎng)，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(chǎng)的全部容量類型，電壓涵蓋、、以及寬電壓產(chǎn)品，針對(duì)不同應(yīng)用市場(chǎng)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(shì)。此外，兆易創(chuàng)新采用Fabless的生產(chǎn)模式，可以充分利用國(guó)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)，但兆易創(chuàng)新同時(shí)擁有大量國(guó)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(guó)以外地區(qū)。因此，兆易創(chuàng)新也逐步在美國(guó)、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(guó)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(chǎng)先機(jī)。”陳暉強(qiáng)調(diào)道。
