宏旺半導(dǎo)體：深耕存儲(chǔ)行業(yè)十五年eMMC的應(yīng)用場(chǎng)景及未來

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,信息存儲(chǔ)安全一旦受到威脅，將危害到政軍、石油、化工、核能、金融等所有行業(yè)的安全。存儲(chǔ)芯片又被稱為電子產(chǎn)品的“糧食”，占產(chǎn)品成本的二成左右，盡管中國是全球最大的手機(jī)制造生產(chǎn)基地，但存儲(chǔ)芯片的自給率不到一成，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電子產(chǎn)業(yè)鏈里面，沒有核心技術(shù)的企業(yè)，很容易被“卡脖子”。

宏旺半導(dǎo)體ICMAX深耕存儲(chǔ)行業(yè)十五年，勵(lì)志做出屬于中國自己的存儲(chǔ)芯片，自主創(chuàng)新開發(fā)中國本土memory芯片不再受制于人，讓中國民族品牌ICMAX走向世界。今天宏旺半導(dǎo)體就向大家介紹下時(shí)下熱門嵌入式存儲(chǔ)芯片eMMC一路發(fā)展歷程及其應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展前景。

一、eMMC的發(fā)展歷程

1989年，東芝公司發(fā)表NAND flash結(jié)構(gòu)。NAND Flash的存儲(chǔ)單元發(fā)展經(jīng)歷了從SLC, MLC到TLC三個(gè)進(jìn)程。從最初的SLC 到2003年開始興起MLC，發(fā)展至今SLC已經(jīng)淡出主流市場(chǎng)，現(xiàn)主流存儲(chǔ)單元已經(jīng)從MLC向TLC邁進(jìn)。隨著存儲(chǔ)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，eMMC主控制器很好的解決了對(duì)MLC和TLC的管理，更好的實(shí)現(xiàn)ECC糾錯(cuò)機(jī)制、區(qū)塊管理、平均抹寫存儲(chǔ)區(qū)塊技術(shù)、指令管理、低功耗管理等功能。使得同樣大小的芯片有更高密度和更多的存儲(chǔ)單元，F(xiàn)lash得以在容量迅速增加的同時(shí)，還大幅降低了單位存儲(chǔ)容量的成本。

隨著近年平板電腦、智能手機(jī)、智能設(shè)備產(chǎn)品在全球熱潮來襲，嵌入式存儲(chǔ)eMMC在微型化產(chǎn)品小輕薄發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)下得到廣泛矚目。

eMMC將主控芯片、閃存晶圓及周邊分離器件封裝在一個(gè)顆粒芯片，它看起來和普通的閃存顆粒沒什么兩樣。之前市場(chǎng)上流通的eMMC產(chǎn)品主要出自國外的廠商三星、東芝等,宏旺半導(dǎo)體2004年成立以來專注存儲(chǔ)芯片研究，在存儲(chǔ)領(lǐng)域憑借多年經(jīng)驗(yàn)積累推出自主品牌ICMAX，做到了eMMC完全自主研發(fā)和封裝測(cè)試，降低了產(chǎn)品從研到產(chǎn)的中間差價(jià)和溝通成本，使客戶獲得更優(yōu)性價(jià)比。此后宏旺半導(dǎo)體ICMAX對(duì)eMMC不斷增加科研投入，目前ICMAX eMMC能夠提供覆蓋2G~512G滿足不同產(chǎn)品需求。加大對(duì)研發(fā)的投入及與時(shí)俱進(jìn)是ICMAX在eMMC領(lǐng)域保持世界級(jí)領(lǐng)先水平的兩****寶。

二、eMMC物理屬性

 EMMC的解決方案由標(biāo)準(zhǔn)MMC封裝接口、主控制器（控制芯片）、快閃存存儲(chǔ)器設(shè)備（Nand flash芯片）三部分構(gòu)成。采用eMMC5.1和eMMC5接口規(guī)范，接口速度高達(dá)每秒600MB/s，另外，ICMAX eMMC具有快速、可升級(jí)的性能，同時(shí)支持1.8V及3.3V電壓。

 Nand flash是最重要的存儲(chǔ)部件，宏旺半導(dǎo)體多年來與閃存原廠達(dá)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，基于其優(yōu)秀的Nand flash供應(yīng)保障能力，有效保證ICMAX產(chǎn)品的穩(wěn)定性，用戶數(shù)據(jù)的安全，在目前閃存缺貨，全線漲價(jià)的形式下保障最優(yōu)性價(jià)比。ICMAX eMMC主控主要由行業(yè)內(nèi)盛名廠商提供，并且ICMAX擁有自己核心的FLASH控制軟件技術(shù)。

 主控性能---Secure Trim

 Secure Trim能優(yōu)化并整理無效數(shù)據(jù)，當(dāng)有寫入請(qǐng)求時(shí)，從“空閑區(qū)塊池”中分配新的區(qū)塊。包換無效數(shù)據(jù)的區(qū)塊被清理，并把對(duì)應(yīng)的地址信息添加到“空閑區(qū)塊池”。

主控性能---動(dòng)態(tài)Wear-Leveling

 Wear-Leveling，就是讓系統(tǒng)平均的讀寫每一個(gè)數(shù)據(jù)塊；分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。

 動(dòng)態(tài)W-L算法保證數(shù)據(jù)的寫入會(huì)被均勻的分布在NAND所在的區(qū)塊中，之所以成為動(dòng)態(tài)是因?yàn)槊看味荚诰彌_區(qū)出來數(shù)據(jù)，然后寫入內(nèi)存，主要是為了避免重復(fù)不斷地對(duì)同一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行擦除/寫入，從而讓該存儲(chǔ)單元出現(xiàn)損壞。

當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)寫入請(qǐng)求時(shí)，動(dòng)態(tài)W-L就會(huì)啟動(dòng)，該算法會(huì)先對(duì)空閑塊進(jìn)行瀏覽，尋找一個(gè)擦除數(shù)值最小的塊單元并寫入數(shù)據(jù)，同時(shí)將該塊的物理地址和主機(jī)邏輯地址建立映射。

主控性能---靜態(tài)Wear-Leveling

 在特殊情況下，如數(shù)據(jù)寫入閃存并保持相當(dāng)長的時(shí)間甚至無限期的動(dòng)態(tài)W-L無法起到作用。此時(shí)就需要靜態(tài)的W-L技術(shù)。

靜態(tài)W-L會(huì)自動(dòng)偵測(cè)不活動(dòng)塊單元的保持時(shí)間，如果時(shí)間過長就會(huì)啟動(dòng)檢測(cè)機(jī)制，尋找在數(shù)據(jù)塊中擦除次數(shù)最小的單元，以及空閑區(qū)塊中擦除次數(shù)最大的塊單元。

檢查完后，第二個(gè)機(jī)制會(huì)把兩種情況相減，當(dāng)差值過大時(shí)，W-L機(jī)制會(huì)把擦除次數(shù)最小的塊單元的數(shù)據(jù)搬移到空閑塊中擦除次數(shù)最多的塊單元中，然后改變映射地址。

三、eMMC的應(yīng)用場(chǎng)景及未來

 EMMC體積超小、低復(fù)雜度、高度集成、低布線難度使得他在智能硬件設(shè)備領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。宏旺半導(dǎo)體適應(yīng)市場(chǎng)主流標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，封裝尺寸有11.5*13*1mm（BAG153)等規(guī)格，已與國內(nèi)多家智能手機(jī)、平板電腦、智能電視、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、及車載多媒體終端等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域廠商合作，從定制化設(shè)計(jì)研發(fā)到封裝測(cè)試一步到位，縮短了客戶產(chǎn)品生命周期，加快了他們產(chǎn)品上市。

 EMMC規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)從eMMC5.0時(shí)代發(fā)展到eMMC5.1時(shí)代，eMMC下一個(gè)時(shí)代將會(huì)由UFS(Universal Flash Storage)規(guī)格接棒，預(yù)期未來將在智能型手機(jī)及平板計(jì)算機(jī)等消費(fèi)類智能型移動(dòng)裝置上，成為嵌入式儲(chǔ)存媒體的主要的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)之一。UFS將提供極高的速度，以即時(shí)高速存儲(chǔ)大型多媒體文件，同時(shí)在消費(fèi)電子設(shè)備上使用時(shí)降低功耗，有了新的標(biāo)準(zhǔn)，用戶存儲(chǔ)時(shí)間將更短。

ICMAX eMMC型號(hào)

隨著5G時(shí)代引發(fā)的硬件更換潮即將形成爆發(fā)式增長態(tài)勢(shì)，以集成電路為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)有望成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加速器。市場(chǎng)時(shí)機(jī)逐漸成熟、國家不斷加大政策扶持和引導(dǎo)力度的時(shí)代背景下，積極擁抱新思想學(xué)習(xí)新知識(shí)，才能一直保持領(lǐng)軍的地位，宏旺半導(dǎo)體會(huì)一直努力做到最好。