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小型存儲卡大受歡迎 TwinFlash處置成本與密度關(guān)系

可攜式產(chǎn)物的廣泛,影響閃存設(shè)備商場的生長。關(guān)于內(nèi)行動產(chǎn)物上按次與數(shù)據(jù)的非揮發(fā)性貯存,閃存是最適合的處置方案...

可攜式產(chǎn)物的廣泛,影響閃存設(shè)備商場的生長。關(guān)于內(nèi)行動產(chǎn)物上按次與數(shù)據(jù)的非揮發(fā)性貯存,閃存是最適合的處置方案,不論是主機板上的內(nèi)存或小型的回想卡,閃存的非揮發(fā)性貯存打破曾經(jīng)光學(xué)與磁性數(shù)據(jù)貯存的捆綁,不只安靖,低耗電,還不必移動設(shè)備零件,因而對行動設(shè)備而言是最理想的處置方案。


閃存?zhèn)鹘y(tǒng)用處為貯存按次代碼,但在邇來的運用上,則是以非揮發(fā)性數(shù)據(jù)貯存為主。而閃存在商場消耗性商場的貯存需要繁榮打開,股動各大半導(dǎo)體公司大行動方案,除了AMD和富士通合資建立Spansion之外,英飛凌與Saifun半導(dǎo)體合資建立英飛凌閃存公司(Infineon
Technologies Flash),推出Twin
Flash技能,以打開靈敏的數(shù)據(jù)閃存為首要方針商場。

NOR或NAND?


其時商場上閃存首要分為兩個邏輯架構(gòu),NOR(依據(jù)「Not-OR」邏輯架構(gòu))以及NAND(依據(jù)「Not-AND」邏輯架構(gòu))。替代PROM的需要惹起閃存技能的來歷,原先首要功用僅僅貯存按次代碼,也因而第一代的閃存是選用NOR架構(gòu),由于比起NAND,其平行架構(gòu)能加快數(shù)據(jù)讀取與位重寫的工夫。但比起NOR,NAND的內(nèi)存細(xì)胞(Memory cell)與單個區(qū)塊明顯較小,在寫入/消除速度上較快,按次編程時耗電率較低,并且內(nèi)存細(xì)胞數(shù)組密度較高,能晉升芯片每sqmm的內(nèi)存容量。
由于架構(gòu)上的差異,NOR與NAND兩者的首要運用型態(tài)便不一樣。如果是偏重速度的按次代碼貯存,NOR明顯就是最佳挑選,由于其速度能支撐按次代碼的直接實施。在NOR設(shè)備中,如SRAM,總線接口則具有單個的數(shù)據(jù)、地址與操控命令行,每個字節(jié)都可以直接存取。NOR通常運用于行動電話、PDA、視訊轉(zhuǎn)換盒、調(diào)制解調(diào)器、傳真機、打印機以及計算機Bios中。假若要貯存大型數(shù)據(jù)文件,NAND則是干流挑選,由于其每個位的本錢較低,因而,在數(shù)字相機、行動電話、隨身碟或PDA中,廣泛運用NAND型閃存做為貯存媒體,通常是選用回想卡辦法(如SD卡、多媒體回想卡、Compact Flash或MemoryStick)。由于內(nèi)部聯(lián)接的細(xì)胞串(Interconnected cell string)描繪,NAND芯片體積比NOR回路明顯較小(約40%)。NAND運用多任務(wù)I/O來處置地址與數(shù)據(jù),并不需要額定操控腳針(additional control pin)與后續(xù)數(shù)據(jù)存取。

閃存技能分為SLC、MLC與MBC



閃存技能實施上可分為SLC(Single Level Cell)、MLC(Multi
Level Cell)與MBC(Multi Bit Cell)。在運用內(nèi)存細(xì)胞的辦法上,SLC閃存設(shè)備與EEPROM一樣,但在浮置閘極(Floating gate)與源極(Source)之中的氧化薄膜更薄。數(shù)據(jù)的寫入是透過對浮置閘極的電荷加電壓,然后可透過源極將所貯存的電荷消除。藉由這樣的辦法,便可貯存一個個信息位(1代表消除,0代表寫入)。此種單一位細(xì)胞辦法能供給疾速的按次編程與讀取。此辦法受限于低硅功率(Silicon efficiency)的問題,唯有透過搶先的流程強化技能(Process enhancements),才調(diào)晉升SLC設(shè)備的運用計劃。



MLC閃存則在浮置閘極中運用不一樣程度的電荷,因而能在單一晶體管(transistor)中貯存二位的信息,并透過內(nèi)存細(xì)胞的寫入與感應(yīng)的操控,在單一晶體管中發(fā)生4層單元。此種辦法的數(shù)據(jù)讀寫速度中等,且需要最佳化的感應(yīng)電路(sensing
circuitry)。



MBC閃存,如TwinFlash細(xì)胞體,則將電荷(也就是數(shù)據(jù)位)單個貯存在晶體管中不一樣的兩頭,而貯存的數(shù)據(jù)亦可單個加以讀取、寫入并消除。MBC閃存將單個的二位貯存于一個細(xì)胞體內(nèi),所供給的架構(gòu)不只本錢低,寫入/讀取的速度快,還有密度高級利益。



TwinFlash技能運用
二氧化氮介電質(zhì)貯存電荷



浮置閘極的技能是以感應(yīng)分布在閘極上方的電荷數(shù)量來做為數(shù)據(jù)貯存的根底,而英飛凌的TwinFlash技能則運用在閘極左方或右方的部分電極來貯存數(shù)據(jù)。TwinFlash設(shè)備的閘極計劃比較簡略,因而光罩層數(shù)量也比較少。



TwinFlash的根底技能是運用二氧化氮(oxide-nitride-oxide,ONO)介電質(zhì)來貯存電荷,透過信道熱電子寫入(channel hot electron injection)來寫入數(shù)據(jù),然后透過強化熱電洞寫入(tunneling enhanced hot hole injection)來消除材料。比起浮置閘極技能,其利益如下:



◆比起SLC閃存芯片,位巨細(xì)大幅減縮,進而行進芯片密度。



◆出產(chǎn)進程簡化,且所需光罩層數(shù)量更少。



◆位保管的牢靠度更高。



◆更佳的可擴充性(視CMOS而定)



TwinFlash技能可以用制作DRAM的現(xiàn)有設(shè)備出產(chǎn),無須額定的出產(chǎn)設(shè)備出資,因而每個晶圓的本錢架構(gòu)與DRAM產(chǎn)物類似。TwinFlash的競爭對手是每一晶體管一位的浮置閘極技能,但即便選用一樣的制程架構(gòu)(依據(jù)一樣的技能節(jié)點),由于TwinFlash的每一晶體管二位的辦法,其中心規(guī)范比浮置閘極小了40%,再加上光罩層較少,出產(chǎn)本錢恰當(dāng)具有競爭力。早期的TwinFlash是選用170奈米制程技能,而其時正打開下一代TwinFlash技能節(jié)點的規(guī)范則僅有110奈米,不只能削減本錢,更能將密度晉升至2Gbit。在MBC上參加MLC的功用,也就是建立在每個內(nèi)存細(xì)胞中貯存4位的架構(gòu),其時在技能上是可行的,信任日后將運用于理論產(chǎn)物上。TwinFlash技能可以用于NAND與NOR閃存上。透過此能彈性調(diào)整的技能,英飛凌將能依據(jù)商場需要來分配出產(chǎn)資源。



第一代TwinFlash的512Mbit芯片(2.7V~3.7V)選用TSOP封裝,方針為可移除式固態(tài)貯存設(shè)備商場,產(chǎn)物包含用于數(shù)字相機與PDA
的SD卡、多媒體回想卡、Compact-Flash-Cards與Memory
Sticks。NAND閃存則是USB快閃碟的最佳貯存媒體,可以讓桌上型計算機與筆記型計算機之間進行數(shù)據(jù)交流,也可以用于具MP3或數(shù)字相機功用的復(fù)合式隨身碟。此外,NAND閃存芯片具高速傳輸特征,亦能實時錄制并播映影音數(shù)據(jù)。跟著這些功用重要性的晉升,行動電話制作商逐步安頓閃存數(shù)據(jù)的運用。市面上越來越多行動電話運用快閃回想卡做為前語,曾經(jīng)進平臺/運用的彈性、交流性與可擴充性。行動電話的打開從2G打開至2.5G到現(xiàn)在的3G,這樣的趨勢顯示出行動電話數(shù)據(jù)快閃回想貯存量正疾速生長。最新的3G行動電話能供給高達80MB閃存密度,做為按次代碼與數(shù)據(jù)的內(nèi)建貯存之用,此外還具有了閃存的擴充槽,其時能擴充到1Gb的容量(以協(xié)作形象等運用)。



貯存需要深切NAND Flash密度將逐步行進



依據(jù)Gartner Dataquest的猜測,材料閃存(NAND)全球商場將從2003年的33.6億美元,生長到2004年的44億美元,2005年將高達57億美元,生長高低為30.8%。在將來的5年內(nèi),快閃回想卡商場的年度生長率估量將達18%,商場營收將從2003年的27.5億美元,生長到2007年的45.9億美元。



2002年,在整個閃存商場中,NOR產(chǎn)物的商場占有率為73%,但從年復(fù)合生長率(Cumulated average growth
rate)來估量,NAND產(chǎn)物到2007年會有較高的生長率。因而可預(yù)見的是,NOR型的閃存雖然在其時獲利比率最高,但NAND兼容型的產(chǎn)物也逐步迎頭趕上,由于NAND具有較佳的USD/Mbyte比,再加上無線運用科技對數(shù)據(jù)貯存設(shè)備的需要日漸添加,而其時NOR
Flash都達不到所需要的512Mbit/1Gbit的密度─運用內(nèi)行動電話與視訊轉(zhuǎn)換盒的NOR
Flash,其均勻密度只要在16~128Mbit,遠遠不如NAND設(shè)備512Mbit~8Gbit密度。



與NAND兼容的TwinFlash技能能供給回想卡具競爭力的價值,其時在數(shù)字相機、USB磁盤與恰當(dāng)多不一樣類型的快閃回想卡上,已取得廣泛運用。USB磁盤早已開始替代傳統(tǒng)軟盤機,而數(shù)字相機跟著相片分辨率行進,對回想容量的需要也將添加。


 多樣化規(guī)范競逐
小型化回想卡將成兵家必爭之地

英飛凌其時供給SD卡與MMC回想卡,很快會供給各種mini回想卡。英飛凌的聯(lián)絡(luò)式32Bit操控器不只添加了邏輯接口,并能在將來供給安全、高速與低電壓等功用。SD卡分量僅2公克左右,是一種恰當(dāng)精密且非揮發(fā)性的閃存設(shè)備,聯(lián)絡(luò)了高容量、疾速數(shù)據(jù)傳輸、高彈性,以及與MMC類似的小型體積等利益。可是與MMC不一樣的是,SD卡具有機械式寫入維護開關(guān)(mechanical write
protect switch),避免消耗者不小心復(fù)寫卡片中的數(shù)據(jù),惹起數(shù)據(jù)、形象或消息數(shù)據(jù)的不見。SD卡通常的容量為64MB、128MB與256MB。

MMC是世上最小型可移除式固態(tài)錄制媒體之一,可供多種行動產(chǎn)物的運用,如MP3播映器、攜帶式電子游戲機、PDA、行動電話與數(shù)字相機。MMC技能于1997年11月推出,而英飛凌是MMC的一同打開廠商之一。MMC打開為行動電話的首要貯存媒體。可是,跟著行動電話越來越偏重體積細(xì)巧,業(yè)者正逐步改用體積更為迷你的回想卡。MMC的封裝選用簡略的7針序列接口,能與如今許多攜帶式設(shè)備的硬件平臺能輕松的聯(lián)絡(luò)。

MMC的分量不到2公克,巨細(xì)跟一張郵票差不多。這種規(guī)范化的數(shù)據(jù)貯存卡不只便當(dāng)牢靠,功用安靖且輕如羽毛,其時容量最高達256MB,可以貯存跨越4小時CD音質(zhì)的MP3音樂,或差不多16萬頁的印刷內(nèi)容,并且MMC的容量還不斷疾速添加,估量在2005年頭便可抵達1GB。


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