ST閃存技術解析

前言

閃存是手機、數(shù)碼相機、數(shù)字電視和機頂盒或發(fā)動機控制模塊等數(shù)字應用中一種十分常見的半導體存儲器，這類芯片需具備系統(tǒng)級編程功能和斷電數(shù)據(jù)保存功能。閃存兼?zhèn)涓叽鎯γ芏群碗娍刹脸詢煞N特點。

因為低功耗和非易失性，閃存技術在便攜應用的發(fā)展中起了主導作用，同時，隨著每數(shù)據(jù)位成本逐漸降低，完整數(shù)據(jù)存儲解決方案開始從硬盤驅動器（HDD）向固態(tài)存儲器轉化。

閃存分為兩大類型：NOR閃存和NAND閃存。NOR閃存架構的特性是數(shù)據(jù)讀取速度很快，是手機等電子設備中代碼存儲和直接執(zhí)行應用的最佳選擇，而存儲密度和編程速度更高的NAND閃存則是高密度存儲應用的首選存儲器。

ST閃存業(yè)務的市場地位

意法半導體是世界上最大的非易失性存儲器供應商之一，該市場包括NOR和NAND閃存。ST在NOR閃存領域的市場份額為16.3%，排名第三1；在串行閃存（帶串行總線的閃存）領域的市場份額為31%，排名第一2。作為全球最大的值得信賴的先進存儲器解決方案供應商之一，意法半導體為客戶提供最先進的技術產品，從而推動他們開發(fā)出高效、安全的無線通信及嵌入式系統(tǒng)應用。

ST獲得閃存領域的領先市場地位是得益于：大幅度提高閃存的產能，世界領先的技術，以先進、創(chuàng)新、差異化的產品組合全面覆蓋目標應用領域，與移動通信、數(shù)字消費、PC機、硬盤、汽車、工業(yè)等主要閃存消費應用市場上的10家主導公司簽訂了長期合作協(xié)議。ST能夠對不斷變化的市場做出快速反應，并超出市場的平均增長水平。

ST的閃存市場戰(zhàn)略

閃存制造商同時承受著兩種壓力：提高性能（速度、密度、功耗），降低成本。為實現(xiàn)這兩個目標，ST采用的是制造工藝和產品系統(tǒng)雙管齊下、相互補充的戰(zhàn)略。

提高工藝水平

第一種方法是通過半導體工業(yè)的國際半導體技術開發(fā)計劃ITRS（0.25μm, 0.18μm, 0.13μm, 90nm, 65nm ...） 定義的技術節(jié)點，不斷縮減制造工藝技術的幾何尺寸。作為非易失性存儲器技術研發(fā)領域的排頭兵，ST長期以來不懈地推動著制造工藝的改進，目前65nm技術的NOR閃存已進入量產階段，投入量產的還有60nm和55nm的NAND閃存芯片，下一代48 nm閃存目前正在開發(fā)階段。除此之外，ST還在開發(fā)創(chuàng)新的90nm相變存儲器的原型。

ST還采用了新的存儲器結構，如多位單元閃存。我們的戰(zhàn)略是，在今后幾年，通過擴大多位單元結構，繼續(xù)提高閃存的密度。

系統(tǒng)解決方案

第二種方法是開發(fā)一種使所有應用都能更好地利用現(xiàn)有的量產技術的產品組合。這種方法需要尖端的存儲結構及架構（如多位單元閃存），以及技術先進的專用閃存；在一個微型封裝內疊裝多個存儲器芯片（多片封裝）或把存儲器與處理器封裝在一起（系統(tǒng)級封裝），提供系統(tǒng)芯片的高性能組裝技術；生產種類最齊全的工業(yè)標準產品。

多片封裝 (MCP)和系統(tǒng)封裝

在一個非常小的多片封裝內，ST開發(fā)出的存儲器子系統(tǒng)整合了一個或更多的閃存芯片、一個低功耗的RAM（隨機存取存儲器）和相關的硬件。這些產品為第三代手機提供了一個完美的存儲解決方案，新應用是第三代移動設備的亮點，包括高速上網(wǎng)、語音郵件、藍牙通信、數(shù)據(jù)保存等，外形緊湊和耗電量低是這些設備的基本要求。

疊層封裝

ST在疊層封裝(PoP)技術開發(fā)方面居世界領先水平。疊層封裝是半導體工業(yè)內最新的創(chuàng)新技術，該技術能夠把分立的邏輯器件與存儲器封裝縱向堆疊在一起。兩個封裝上下堆疊在一起，通過一個標準接口傳送信號。在節(jié)省電路板空間、降低布局復雜性、簡化系統(tǒng)設計、減少引腳數(shù)量等滿足移動應用的小型化需求方面，疊層封裝的優(yōu)勢比多片封裝更強一些。

先進架構閃存

先進架構閃存具有以下特性：并行接口、存儲密度高、編程或讀取操作時間短、工作電壓低、安全性高。這個戰(zhàn)略要求存儲器廠商必須與推動市場增長的主要OEM廠商合作。對比其它閃存供應商，合作開發(fā)是ST的優(yōu)勢所在，因為ST與通信、消費、計算機及外設和汽車市場的主要廠商建立了戰(zhàn)略合作伙伴關系。

為了滿足手機市場的需求，ST設計出了微型節(jié)能的NOR式先進架構閃存解決方案，新產品存儲密度高達512 Mbits (或1Gbit，多片封裝)，并增加了多種功能，如異步和同步讀取模式，以及提高軟件靈活性和處理速度的雙或多存儲庫架構。為了配合NOR閃存產品，ST還推出了密度高達4 Gbits的數(shù)據(jù)存儲用NAND閃存。