MCU內(nèi)嵌Flash內(nèi)存成趨勢

因應(yīng)MCU成長快速及程序數(shù)據(jù)儲存需要，MCU內(nèi)嵌Flash內(nèi)存設(shè)計成為主流趨勢，MCU大廠也紛紛以購并或結(jié)盟掌握內(nèi)嵌Flash的相關(guān)IP與制程技術(shù)。本文將探討內(nèi)嵌FlashIP制程技術(shù)，為下一代FlashMCU帶來的技術(shù)變革。

FlashMCU出貨比重過半掌握Flash成為MCU開發(fā)關(guān)鍵

因應(yīng)MCU成長快速，所帶動的程序代碼與數(shù)據(jù)儲存需要，MCU內(nèi)嵌內(nèi)存類型也從早期Maskrom、EPROM、EEPROM到Flash內(nèi)存。據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)估，內(nèi)嵌Flash內(nèi)存的MCU在2010年出貨比重超過50%。也因此MCU大廠也急于掌握內(nèi)嵌Flash內(nèi)存相關(guān)IP與制程技術(shù)。像Microchip就購并閃存大廠SST。提供MCU內(nèi)嵌Flash的常憶科技(Chingistek)，則提出pFLASH技術(shù)平臺，以2TPMOS半導(dǎo)體技術(shù)為統(tǒng)一性平臺，開發(fā)晶圓代工廠制程驗證過的高密度e2Flash以及e2Logic等IP，授權(quán)給MCU業(yè)者做內(nèi)嵌NorFlash的解決方案。

內(nèi)嵌Flash的技術(shù)關(guān)鍵兼容、成本、耐用度

良好的MCU內(nèi)嵌Flash技術(shù)關(guān)鍵，在于提供MCU主控端兼容性，最小電路面積、低制造成本、高耐久性抹寫次數(shù)、高質(zhì)量與信賴度及易于給晶圓廠代工以及依比例縮放特性。目前晶圓廠代工Flash制程大多是傳統(tǒng)NMOS半導(dǎo)體制程技術(shù)，并再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)(Standard)以及雙聚合物制程(DoublePoly)，前者提供彈性程序與數(shù)據(jù)儲存空間，后者則提供較大儲存空間、較快讀寫時間、較長讀寫壽命。

以常憶pFusion提供2-TPMOS半導(dǎo)體制程來說，分別就標(biāo)準(zhǔn)邏輯制程提出e2Logic以及雙聚合物制程的e2Flash技術(shù)，兩者較傳統(tǒng)NMOS半導(dǎo)體制程的Flash能降低抹除/寫入電流以及耗電量，執(zhí)行效能可達(dá)到內(nèi)嵌EEPROMMCU的水平!且避免寫入數(shù)據(jù)時引起造成鄰近記錄單位干擾。

e2Flash技術(shù)與競爭優(yōu)勢

進(jìn)一步檢視e2Flash內(nèi)嵌技術(shù)，它提供單一記錄細(xì)胞元低于0.1微安培寫入電流(<0.1μA/cell)，單一字組程序化時間低于20μs，區(qū)塊抹除時間低于2ms，并提供20年保存期限與至少20萬次抹寫周期，工作溫度以0.18微米制程為-40~105℃，0.13微米制程下則可從-40~125℃。

以0.18、0.13微米與90奈米制程列舉1Mb(128KB)e2Flash電路面積僅1.176、0.98、0.84mm2，2Mb(256KB)則僅占1.91、1.41、1.34mm2，跟目前1.5TnMOSFlash或2TEEPROM等技術(shù)相比，e2Flash除了程序化電流比2TEEPROM較大之外，在整體讀寫速度、耐久度與晶粒面積上，e2Flash也有競爭優(yōu)勢。

常憶科技嵌入式非揮發(fā)憶體事業(yè)部總經(jīng)理張有志表示，在維持4ppm不良率情況下，目前e2Flash在2010年出貨=700K,預(yù)估2010年可達(dá)1M。目前0.13微米制程預(yù)估2011年Q1送樣，同時在2012年進(jìn)一步提升到65奈米制程。

e2Logic提供彈性化配置與高耐受度

在不使用模擬訊號轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)邏輯閘制程(StandardLogic)下，e2Logic的FlashIP技術(shù)，提供程序代碼與數(shù)據(jù)儲存區(qū)彈性化配置的優(yōu)勢，以及在-40~105℃工作溫度下，數(shù)據(jù)保存時間確保10年，以及2萬次抹寫周期的耐受度。

目前常憶提供的0.18微米制程e2LogicFlashIP，工作電壓1.8/3.3V下讀取時間40奈秒，位寫入時間為30或500毫秒(程序或數(shù)據(jù))，抹除時間200毫秒，每MHz下讀取電流為200μA，程序化與抹除電流均為2mA，10萬次抹寫與10年。以64KB程序+512KB數(shù)據(jù)配置面積1.52mm2，32KB程序+256KB數(shù)據(jù)配置電路面積更可縮至0.85mm2。

e2Logic優(yōu)勢在于無須多加光罩，適合低功耗快速存取的MCU應(yīng)用設(shè)計，且提供高耐用度與數(shù)據(jù)保存壽命。目前0.18微米1.8/3.3V在2010年Q4針對客戶送樣，1.8V/5V將于2011年Q1送樣，同時65奈米制程預(yù)定于2012年Q1送樣。