存储芯片增长，NOR NAND RAM是竞争还是融合？

    文 / 《中国电子报》记者赵艳秋 孙文博

    特邀嘉宾

• 曾顺利 ST亚太存储器产品部高级市场总监


• 何美财 ST亚太存储器产品部高级市场经理


• Bertrand Cambou Spansion公司总裁兼CEO


• 李 凡 赛普拉斯半导体公司存储和图像事业部中国区市场经理

    依靠CPU推动工业的时代已经过去，未来存储器将成为半导体工业更加突出的方向标，因为存储器是未来消费电子产品的关键。

    在存储器市场，谁将成为下一代市场的主宰性产品？为适应消费电子市场需求，NOR及NAND闪存与RAM等存储器之间将如何竞争与融合？各家存储器厂商看好哪类产品市场前景，目前在重点生产哪些产品，又在开发哪些新技术？请看本期《中国电子报》视点。

    在存储芯片领域中，贵公司如何看待目前各类存储器芯片在全球市场中的前景？

    ST公司 ST是世界上为数不多的同时供应NOR和NAND闪存的公司之一。

    在NOR方面，2004年，ST是全球第三大供应商，占全球近13%的NOR闪存市场。我们的产品包括NOR MCP(多片封装产品)，主要用于手机应用；NOR标准产品，存储容量从1Mb到128Mb，通常用于嵌入式应用，ST用于消费电子，如DVD和PC图形显卡应用上的serialFLASH在全球排名第一；加密NOR闪存，即Krypto闪存，这是ST在NOR闪存领域取得的一项关键的技术创新，这个产品系列提供内容保护功能，防止非法修改和读取闪存数据，用于有安全特性要求的高端机顶盒应用。而且，目前，越来越多的消费和通信应用也采用这种闪存，来防止竞争对手非法复制有关信息。

    在NAND方面，去年，我们与Hynix合作，也取得不错进展。目前，我们可以采用90纳米生产从128Mb到2Gb的NAND，4Gb和更高容量产品也会采用90纳米技术和每页2字的技术生产。这些产品的目标应用主要为数码相机、数字电视和机顶盒应用。现在，ST提供从128Mb到4Gb的NAND产品，典型电压为1.8V和3V，封装形式为BGA和TSOP。

    除了闪存产品，我们还提供RAM存储产品，包括SRAM、PSRAM、 LPSDRAM以及MCP和SIP产品。此外，ST是全球第一大EEPROM存储器供应商，这类产品在TV、DVD和STB中用于参数设置和关键应用。

    iSuppli最近对30款涵盖高中低及入门级档次的手机进行了剖析发现，所有手机都使用了某种形式的NOR闪存，证明NOR闪存仍然是手机中占主导的存储器产品，并是手机中用于代码存储的首选产品。而30%的手机中使用了某种形式的NAND闪存，虽然NAND闪存的功能仅局限于数据存储应用，但其使用情况呈增长态势。在30款手机中，每种存储器的平均使用情况如下：175Mb NOR闪存，47Mb的PSRAM，6Mb的SRAM，218Mb的NAND以及140Mb的SDRAM。

    Bertrand Cambou Spansion公司目前是全球最大的专门致力于开发、设计和生产NOR闪存产品的公司。Spansion公司提供了业界最广泛的NOR闪存产品系列，在无线、汽车、网络、电信和消费电子市场得到广泛应用。Spansion公司全球性的先进生产基地网络、系统级技术和专业的设计支持，以及对客户成功的坚定承诺为其产品提供了强大的后盾。

    我们的经验表明，客户通常会在代码执行方面选择NOR架构，因为它具有更高的可靠性，可以为加快代码执行速度提供更高的读取性能，而且非常便于使用。通过利用我们的NOR和ORNAND架构，我们已在90nm工艺技术基础上将MirrorBit技术扩展到更高的容量。我们还计划在明年推出2Gb容量的ORNAND产品。我们将帮助我们的客户继续享有MirrorBit技术在代码存储方面所带来的优势，并将MirrorBit技术的用途拓展到无线设备中的数据存储。

    NAND在近年得以快速发展的主要原因在于数字消费类产品，如数码相机、MP3等应用的增长，但是闪存的一个重要特性是要使手机等设备能够快速正常地工作，而不仅仅只是一个存储器。Spansion公司目前的业务范围不涉及存储卡市场，我们致力于嵌入式系统中的存储应用。1Gb的ORNAND闪存是基于MirrorBit技术的，因此它具有最佳的性价比。根据iSuppli的统计，闪存是规模最大的半导体市场之一，它在2004年的全球销售额达到了159亿美元，其中58.4%源自于基于NOR的闪存产品的销售，41.6%源自于基于NAND的闪存产品的销售。

    李凡：Cypress半导体是全球排名第二的SRAM制造商，占全球SRAM市场25%以上的市场份额。我们在SRAM上产品范围宽，从适合于通信应用的大容量四倍速的同步SRAM，一直到应用于移动装置中的功耗非常低的异步SRAM。Cypress同样也是全球小容量PSRAM的供应商，在最近两年内，已有6000万片应用于各种移动装置中。

    大容量同步SRAM主要应用于网络及通信设备中。随着网络带宽的日益增大，这些设备需要更大容量及更快的读写速度。

    在另一方面，移动装置中越来越多的应用如MP3、流媒体需要更大容量的存储器。不言而喻，在众多存储器产品中，低成本及低功耗成为采购者的选购重点。而Cypress的微功耗SRAM(MoBL)及PSRAM提供不同级别的功耗/成本性能，能满足不同档次的移动装置需求。

    由于智能手机、PDA等消费电子产品在中国市场的快速增长，与之相适应的存储技术将有哪些变化？

    李凡：在可以预见的未来中，移动装置对存储器有三个要求：大容量、低成本及低功耗。显然，目前还没有一种存储器能同时满足这三个要求，所以移动装置的工程师必须要权衡各种存储器的利弊，并选择最合适的产品。从定义上看，一些智能手机和掌上电脑是功能非常丰富的移动装置。通常它们要求最佳的容量/成本比，在中国这点尤为重要，因为中国被称为价格压力最大的国家，所以存储器(SDRAM或者PSRAM)和NAND型闪存的组合通常在首选之列。如果为了满足快速读写(fast access time)的需要，也可选用6T SRAM和NOR型闪存的组合。类似的方法还有多种，如将低容量的SRAM和高容量的闪存封装在一起，从而达到移动装置中需要的最佳容量/成本/功耗要求。

    在手机的应用中，目前另一个趋势是采用多个处理器，来满足越来越多的应用需求。在很多应用中，Cypress双端口SRAM用于处理器之间的通信是个非常好的解决方案。对于大量使用多个处理器的场合(无线手机、PDA及消费电子产品)，Cypress能提供业界最低功耗的双端口SRAM，而双端口的MoBL将能提供低成本，快速推向市场的内核互连解决方案。

    在闪存技术发展中,市场对NOR和NAND技术有更多要求，很多公司已经开始将两种技术进行融合，贵公司如何看待这种技术融合趋势？

    ST公司：移动通信设备对空间十分敏感。在狭小的手机空间内集成各种多媒体功能，迫使设计人员在有限的空间内连续插入小体积的子系统，因此，集成了多种用于不同目的的多片封装存储器(MCP)，在移动通信发展中起到越来越重要的作用。MCP中可能包含存储嵌入式操作系统的NOR闪存、存储移动多媒体数据的NAND闪存和工作存储器SRAM。例如，手机数字基带芯片组利用高存储容量的NOR产品(256Mb和512Mb)去存储操作系统和数据，并在单一封装内增加RAM(PSRAM，LPSDRAM)，从而在保持与单片闪存大小相同的情况下，优化系统性能。

    在MCP方面，我们认为，NOR+PSRAM是主流，占到手机MCP市场需求的70%。此外，NAND+SDRAM也是基于NAND的MCP主流。

    ST在多片封装NOR闪存方面的产品包括NOR+SRAM、NOR+PSRAM以及NOR+LPSDRAM。今天，ST通常制造的闪存密度为16Mb到512Mb，并配备2Mb到128Mb的SRAM、PSRAM或LPSRAM存储器。在多片封装NAND闪存方面，ST的产品包括NAND+LPSDRAM，ST目前提供高达512Mb的小页闪存和256Mb的LPSDRAM的多片封装产品。

    随着产品市场不断细化，请分析贵公司在闪存领域的独创技术？

    ST公司：Krypto安全产品是ST在NOR闪存领域取得的一项关键的技术创新。它包括一套全新软件和硬件开发成果。它的优势是对用户IP、原码以及数据提供可信的保护，防止非法修改或读取闪存数据。Krypto产品系列具有一个嵌入式密钥加密引擎(DES)，使处理器和闪存能够在编程执行或数据传输过程前以及过程中相互验证。如果验证算法没有正确完成，闪存不会从存储阵列中释放任何数据，并可以在编程后永久锁定部分存储单元，使存储数据无法修改。一旦编程结束并永久锁定进行保护后，闪存的功能特性就像一个基本的ROM。

    ST一直致力于提高存储器乃至整个应用系统的安全性，Krypto产品的安全级别取决于应用设计者的需求。Krypto的安全性适合于机顶盒、手机、DVD/DVD-RW以及网络。

    数字消费环境对应用中的管理原代码和数据的管理提出了越来越高的需求。特别是机顶盒要支持越来越高级别的应用代码，并要以更快速度处理数据流。NOR闪存在机顶盒中的不同模块中存储根代码、应用代码和关键数据(功能参数)。这些数据的敏感性需要对一些模块进行保护，防止它们被读、写或擦除。为了满足这些应用中的需求，ST在市场上引入了具备Krypto安全特性新闪存家族 — M28WXXXFS。这一家族的所有器件都具备Krypto软件和硬件保护功能，防止非法修改或读取闪存数据。

    Bertrand Cambou 我们成功地在2005年将MirrorBit技术扩展到了90nm。这是一项里程碑式的成就，很多客户都希望利用NOR架构来存储执行代码，因为它具有很高的可靠性、读取性能和易用性。利用我们的NOR和ORNAND架构，通过90nm技术将MirrorBit技术扩展到更高的容量，我们不仅使我们的客户可以继续享受到MirrorBit技术在代码存储方面所带来的好处，而且让他们可以将MirrorBit技术用于无线和嵌入式设备中的数据存储。

    李凡：可以说在今天通信装置或者手机中，几乎不可能只用某一类存储器就能满足所有的要求。现在存储器分成很多的大类和子类去满足不同应用的需求。过去若干年来，Cypress开发了许多种类的存储器来满足各种特定的需要。例如Cypress是全球第一个72M QDR SRAM的制造商，这是全球最大的SRAM器件。它的速度在250MHz时，带宽高达1Gb，用于网络设备中。在移动装置应用中，Cypress能提供微功耗6T SRAM及1T PSRAM产品，容量从256Kb直至32Mb，为缓冲存储器应用设计人员提供多种选择。

    Cypress有自己的晶圆制造厂，正在开发90nm的SRAM产品，因而有能力及条件为网络设备及移动装置客户提供最快速度及最低成本的产品组合。Cypress的PSRAM能100%与低功耗6T SRAM相兼容。对于需要低成本及大容量解决方案的移动装置客户，Cypress的PSRAM应该是替代通常的SRAM的最佳方案。

    （ 注：文中Spansion总裁言论来自2005年9月于美国奥斯汀Fab25 90nm工艺升级媒体会上。）

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