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NOR Flash也要?jiǎng)?chuàng)新了

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NOR Flash也要?jiǎng)?chuàng)新了

AMOLED在智能手機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍,這就帶動(dòng)了中端NOR Flash需求的增長(zhǎng),其年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了24%。

文|半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

Flash存儲(chǔ)芯片已經(jīng)成為整個(gè)電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈非常重要的一環(huán),其中,NAND Flash的市場(chǎng)容量非常龐大。實(shí)際上,F(xiàn)lash不止有NAND,NOR Flash也是一個(gè)分支,但其市場(chǎng)容量相對(duì)較小。不過(guò),隨著近些年各種新興應(yīng)用的快速發(fā)展,NOR Flash的市場(chǎng)需求量和重要性日益突出,行業(yè)關(guān)注度不斷提升。

NOR Flash簡(jiǎn)介

NOR Flash具有芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP)和高可靠性等特點(diǎn),但壽命相對(duì)較短,其在1~16Mb的小容量應(yīng)用方面具有很高的成本效益。

而與NAND相比,NOR的成本較高,容量小,且寫入速度慢,雖然NOR Flash的擦除和寫入速度相對(duì)較慢,但其讀取速度非??欤@也是它能夠在應(yīng)用中安身立命的核心價(jià)值所在。

傳統(tǒng)上,NOR Flash主要用于功能手機(jī)、電視、機(jī)頂盒、USB Key等小容量代碼存儲(chǔ)。在功能手機(jī)時(shí)代,憑借NOR+PSRAM架構(gòu)稱霸一時(shí),其中,NOR Flash用來(lái)存儲(chǔ)代碼和數(shù)據(jù),PSRAM 作為MCU和DSP執(zhí)行運(yùn)算時(shí)的數(shù)據(jù)緩存。

NOR Flash主要分為串行和并行兩種,串行NOR Flash的特點(diǎn)是接口簡(jiǎn)單、輕薄、功耗和系統(tǒng)總體成本更低,雖然讀取速度低于并行的,但憑借高性價(jià)比,已成為市場(chǎng)和應(yīng)用的首選。

制程方面,NOR Flash對(duì)先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的要求不高,一般采用55nm和65nm,最前沿的制程也就到45nm了,再進(jìn)一步演進(jìn)很困難。

市場(chǎng)格局

全球90%的NOR Flash市場(chǎng)被旺宏(Macronix)和華邦電子(Winbond)、Cypress(已經(jīng)被英飛凌收購(gòu))、美光和兆易創(chuàng)新這五大廠商占據(jù)。高容量NOR Flash市場(chǎng)主要由Cypress和美光把持著,這類產(chǎn)品主要針對(duì)汽車、工控和航天應(yīng)用;旺宏和華邦則以生產(chǎn)中等容量的NOR Flash為主,兆易創(chuàng)新早期依靠低容量產(chǎn)品切入該市場(chǎng),正在向高端領(lǐng)域前進(jìn)。旺宏、華邦和兆易創(chuàng)新這三家更專注于消費(fèi)類電子產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)。

近些年,在物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求,特別是各種新興應(yīng)用的帶動(dòng)下,NOR Flash迎來(lái)了谷底反轉(zhuǎn)的契機(jī),不僅中高容量?jī)r(jià)格穩(wěn)定,低容量NOR Flash的價(jià)格跌幅也大幅收窄,特別是在TWS藍(lán)牙耳機(jī)大量出貨的帶動(dòng)下,給NOR Flash帶來(lái)了巨大商機(jī)。這些給專注于消費(fèi)類電子應(yīng)用的廠商帶來(lái)了更多商機(jī),特別是原本排名較為靠后的兆易創(chuàng)新,2019年就上升到了行業(yè)前三的位置。

來(lái)源:CINNO

2021年,兆易創(chuàng)新進(jìn)一步鞏固了行業(yè)地位。

由于NOR Flash容量小、成本高,一度被大廠邊緣化,但隨著5G、AMOLED和自動(dòng)駕駛汽車等新興市場(chǎng)的快速發(fā)展,NOR Flash重新喚起了市場(chǎng)的關(guān)注。

TWS藍(lán)牙耳機(jī)

從2018年開始,在消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng),TWS藍(lán)牙耳機(jī)開始火爆起來(lái),有統(tǒng)計(jì)顯示,到2022年,全球TWS藍(lán)牙耳機(jī)市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)2000億元。

TWS藍(lán)牙耳機(jī)必須配備NOR Flash,這是因?yàn)槠涔δ茌^多,為了存儲(chǔ)更多固件和代碼程序,就需要外擴(kuò)一顆串行NOR Flash。

隨著TWS藍(lán)牙耳機(jī)功能的進(jìn)一步增加,需要更多的存儲(chǔ)容量。以安卓手機(jī)用TWS藍(lán)牙耳機(jī)為例,一般采用8Mb或16Mb的NOR Flash,隨著功能增多,需要用到32Mb、64Mb,甚至128Mb的。

有統(tǒng)計(jì)顯示,2020年,新款A(yù)irPods的NOR Flash容量提升至256Mb,安卓市場(chǎng)在2019~2021年平均NOR Flash容量分別為16Mb、32Mb和64Mb,而相應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模分別為675萬(wàn)、2062萬(wàn)和5099萬(wàn)美元。綜合AirPods的市場(chǎng)規(guī)模,TWS藍(lán)牙耳機(jī)用NOR Flash的市場(chǎng)規(guī)模在2021年突破了2億美元。

AMOLED

由于工藝原因,AMOLED顯示存在亮度均勻性和殘像兩大難題,需要進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償方法分為內(nèi)部補(bǔ)償和外部補(bǔ)償。內(nèi)部補(bǔ)償?shù)男Ч缓?,難以解決殘像問(wèn)題;外部補(bǔ)償則具有像素結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,驅(qū)動(dòng)速度快和補(bǔ)償范圍大的優(yōu)點(diǎn),是實(shí)際應(yīng)用中的首選。

外部補(bǔ)償時(shí),需要外掛一顆NOR Flash,以避免AMOLED面板的藍(lán)色光會(huì)隨時(shí)間消退的問(wèn)題。在Full HD情況下,需要用8Mb的NOR Flash,而QHD則需要用到16Mb的NOR Flash。

AMOLED在智能手機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍,這就帶動(dòng)了中端NOR Flash需求的增長(zhǎng),其年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了24%。

TDDI

TDDI是觸控與顯示驅(qū)動(dòng)集成的縮寫,它將原本分離的手機(jī)觸控IC和顯示IC整合成了SoC。而隨著技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化,TDDI芯片的成本不斷下降。

由于TDDI觸控功能編碼所需容量較大,無(wú)法一并整合進(jìn)TDDI芯片,需要外掛一個(gè)4~16Mb的NOR Flash進(jìn)行存儲(chǔ),并輔助TDDI進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

5G

5G也是NOR Flash的一大發(fā)展動(dòng)力,目前,5G基站使用的NOR Flash,大約是1~2G的產(chǎn)品,全球能生產(chǎn)該規(guī)格產(chǎn)品的廠商并不多,目前,全球生產(chǎn)5G基站的廠商,大約有八成以上向旺宏下訂單NOR Flash。

汽車電子

由于NOR Flash可靠性更好,使得中高容量的NOR Flash在汽車電子中被廣泛應(yīng)用。從最初的車用廣播需要1Mb的低端NOR,發(fā)展到中控系統(tǒng)搭載128Mb~256Mb的。

據(jù)IHS統(tǒng)計(jì),2022年全球汽車電子市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1602億美元,其中增速最高的是ADAS,2022年達(dá)到214.47億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到20.27%。ADAS系統(tǒng)中的導(dǎo)航、行車記錄、影像處理、車道偏移警示等功能,都需要采用512Mb或更高容量的NOR Flash。汽車電子市場(chǎng)的規(guī)模及其快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)將帶動(dòng)NOR Flash等存儲(chǔ)器需求量大幅提升。

市場(chǎng)動(dòng)向

總體來(lái)看,2018 年之前,NOR Flash市場(chǎng)需求較為疲軟,而供貨商的產(chǎn)能卻在提升,導(dǎo)致2018年NOR Flash的價(jià)格進(jìn)入下行周期。集邦咨詢的數(shù)據(jù)顯示,NOR Flash價(jià)格在2019年第三季度開始回升。從旺宏、華邦和兆易創(chuàng)新的營(yíng)收增速也能看出這一趨勢(shì),這三家的營(yíng)收增速均從2019年第二季度開始好轉(zhuǎn),第三季度的營(yíng)收增速仍在提升,這表明NOR Flash市場(chǎng)進(jìn)入上行周期。

預(yù)計(jì)未來(lái)中高端NOR Flash有望維持高價(jià)位,低端NOR Flash受cost-down系列低價(jià)產(chǎn)品上市,以及新產(chǎn)能陸續(xù)投產(chǎn)的影響,價(jià)格將下滑。

3D堆疊

近些年,3D芯片成為了業(yè)界應(yīng)對(duì)晶體管密度提升與先進(jìn)制程微縮高成本之間矛盾的首選方案,無(wú)論是芯片制造,還是封裝,無(wú)論是邏輯芯片,還是存儲(chǔ)器,在高端應(yīng)用領(lǐng)域,都在向3D轉(zhuǎn)變。

特別是在存儲(chǔ)器方面,3D NAND Flash已經(jīng)被廣泛采用,各大存儲(chǔ)器廠商都在將主要精力和資源投入到這方面的研發(fā)和生產(chǎn)。在這樣的趨勢(shì)下,市場(chǎng)容量不如NAND Flash,但又憑借其獨(dú)有的特性,在市場(chǎng)上不可或缺的NOR Flash,也開始向3D方向發(fā)展,不過(guò)與3D NAND Flash相比,3D NOR Flash仍然處于起步階段,只有行業(yè)頭部廠商,如旺宏和華邦電子,在大力投入研發(fā),其它廠商多處于觀望狀態(tài)。

旺宏董事長(zhǎng)吳敏求表示,NOR Flash制程發(fā)展到45nm已經(jīng)很難再微縮下去,因?yàn)槌杀緯?huì)大幅提升。但汽車電子和人工智能等新興應(yīng)用需求將帶動(dòng)NOR Flash市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng),旺宏已投入3D NOR Flash研發(fā),以應(yīng)對(duì)制程節(jié)點(diǎn)難以進(jìn)一步微縮的障礙。

據(jù)悉,旺宏在3D NOR Flash方面的創(chuàng)新包括投入垂直2T架構(gòu)和低功耗制程技術(shù)研究,通過(guò)3D堆疊實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度,采用micro heater技術(shù)提升產(chǎn)品耐久性。該公司計(jì)劃兩年內(nèi)推出3D NOR Flash,預(yù)計(jì)采用45nm制程工藝。

據(jù)悉,旺宏在2Gb及4Gb先進(jìn)NOR Flash技術(shù)方面已搶得先機(jī),已經(jīng)推出相關(guān)樣品,量產(chǎn)產(chǎn)品也會(huì)陸續(xù)問(wèn)世。

工藝方面,旺宏推出了AND架構(gòu),這是一種早期的閃存電路技術(shù),可提供位級(jí)訪問(wèn),類似技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于環(huán)柵 (GAA) 3D NAND 結(jié)構(gòu)的堆疊工藝。

與典型的3D NAND閃存一樣,這種3D NOR堆疊單元是通過(guò)在氧化物和氮化物層的多層夾層中打孔,然后填充深孔來(lái)形成的。不過(guò),旺宏的實(shí)驗(yàn)架構(gòu)不是由多晶硅構(gòu)成的均質(zhì)圓柱體,而是由幾個(gè)不同的異質(zhì)結(jié)形成的,其中兩個(gè)是 N+ 摻雜的,用作多個(gè)堆疊晶體管的源極和漏極,中間由氮化硅絕緣體柱隔開。

圖:3D AND Flash結(jié)構(gòu)

在AND結(jié)構(gòu)中,每個(gè)晶體管都具有成對(duì)的源極線和正交的漏極連接位線。源是單獨(dú)解碼的,而不是有一個(gè)公共源。多晶硅“插頭”連接每個(gè)堆棧中晶體管的源極和漏極。

最初,旺宏是在一個(gè)8層結(jié)構(gòu)上開發(fā)的,已經(jīng)完成了34層堆棧的工作,這似乎是可行的。旺宏認(rèn)為,在70層以上時(shí),該公司提出的3D NOR Flash將挑戰(zhàn)20nm半間距的兩層交叉點(diǎn)相變存儲(chǔ)器。進(jìn)一步的改進(jìn)可能來(lái)自鐵電存儲(chǔ)器晶體管,它允許更低的電壓操作和更快的寫入速度。

華邦電子也在45nm制程N(yùn)OR Flash方面投入了巨資,容量大概是32Mb - 2Gb。

華邦電子認(rèn)為,對(duì)于NOR Flash而言,45nm很可能是最后一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)了,與之相比,SLC NAND Flash還有制程微縮空間,在24nm之后,至少還可以進(jìn)一步微縮一代制程。

相對(duì)于旺宏,華邦電子雖然也在先進(jìn)NOR Flash方面進(jìn)行投資,但力度似乎不如前者那么大,后者更側(cè)重于采用先進(jìn)制程的NAND Flash的研發(fā)。因?yàn)樽詮?008年45nm制程N(yùn)OR Flash出現(xiàn)后,就再也沒有更先進(jìn)制程的產(chǎn)品出現(xiàn),其制程進(jìn)一步微縮的難度很大。

結(jié)語(yǔ)

相對(duì)于NAND Flash,“小而美”的NOR Flash優(yōu)勢(shì)作用越來(lái)越凸出,其市場(chǎng)需求量正在隨著各種應(yīng)用的發(fā)展而增加。

市場(chǎng)關(guān)注度和需求的提升,使得各大NOR Flash廠商有了進(jìn)一步加大研發(fā)投入力度的動(dòng)力和積極性,相關(guān)產(chǎn)品和新技術(shù)演進(jìn)更具活力。

市場(chǎng)需求帶動(dòng)NOR Flash制程工藝技術(shù)繼續(xù)演進(jìn),龍頭企業(yè)開始探索類似于NAND Flash的3D堆疊架構(gòu)技術(shù),這對(duì)于市場(chǎng)容量相對(duì)較小的NOR Flash而言,具有更強(qiáng)的象征意義,隨著應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展,NOR Flash的市場(chǎng)規(guī)模是否會(huì)有較大幅度的提升呢?拭目以待。

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容,授權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系原著作權(quán)人。

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NOR Flash也要?jiǎng)?chuàng)新了

AMOLED在智能手機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍,這就帶動(dòng)了中端NOR Flash需求的增長(zhǎng),其年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了24%。

文|半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

Flash存儲(chǔ)芯片已經(jīng)成為整個(gè)電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈非常重要的一環(huán),其中,NAND Flash的市場(chǎng)容量非常龐大。實(shí)際上,F(xiàn)lash不止有NAND,NOR Flash也是一個(gè)分支,但其市場(chǎng)容量相對(duì)較小。不過(guò),隨著近些年各種新興應(yīng)用的快速發(fā)展,NOR Flash的市場(chǎng)需求量和重要性日益突出,行業(yè)關(guān)注度不斷提升。

NOR Flash簡(jiǎn)介

NOR Flash具有芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP)和高可靠性等特點(diǎn),但壽命相對(duì)較短,其在1~16Mb的小容量應(yīng)用方面具有很高的成本效益。

而與NAND相比,NOR的成本較高,容量小,且寫入速度慢,雖然NOR Flash的擦除和寫入速度相對(duì)較慢,但其讀取速度非常快,這也是它能夠在應(yīng)用中安身立命的核心價(jià)值所在。

傳統(tǒng)上,NOR Flash主要用于功能手機(jī)、電視、機(jī)頂盒、USB Key等小容量代碼存儲(chǔ)。在功能手機(jī)時(shí)代,憑借NOR+PSRAM架構(gòu)稱霸一時(shí),其中,NOR Flash用來(lái)存儲(chǔ)代碼和數(shù)據(jù),PSRAM 作為MCU和DSP執(zhí)行運(yùn)算時(shí)的數(shù)據(jù)緩存。

NOR Flash主要分為串行和并行兩種,串行NOR Flash的特點(diǎn)是接口簡(jiǎn)單、輕薄、功耗和系統(tǒng)總體成本更低,雖然讀取速度低于并行的,但憑借高性價(jià)比,已成為市場(chǎng)和應(yīng)用的首選。

制程方面,NOR Flash對(duì)先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的要求不高,一般采用55nm和65nm,最前沿的制程也就到45nm了,再進(jìn)一步演進(jìn)很困難。

市場(chǎng)格局

全球90%的NOR Flash市場(chǎng)被旺宏(Macronix)和華邦電子(Winbond)、Cypress(已經(jīng)被英飛凌收購(gòu))、美光和兆易創(chuàng)新這五大廠商占據(jù)。高容量NOR Flash市場(chǎng)主要由Cypress和美光把持著,這類產(chǎn)品主要針對(duì)汽車、工控和航天應(yīng)用;旺宏和華邦則以生產(chǎn)中等容量的NOR Flash為主,兆易創(chuàng)新早期依靠低容量產(chǎn)品切入該市場(chǎng),正在向高端領(lǐng)域前進(jìn)。旺宏、華邦和兆易創(chuàng)新這三家更專注于消費(fèi)類電子產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)。

近些年,在物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求,特別是各種新興應(yīng)用的帶動(dòng)下,NOR Flash迎來(lái)了谷底反轉(zhuǎn)的契機(jī),不僅中高容量?jī)r(jià)格穩(wěn)定,低容量NOR Flash的價(jià)格跌幅也大幅收窄,特別是在TWS藍(lán)牙耳機(jī)大量出貨的帶動(dòng)下,給NOR Flash帶來(lái)了巨大商機(jī)。這些給專注于消費(fèi)類電子應(yīng)用的廠商帶來(lái)了更多商機(jī),特別是原本排名較為靠后的兆易創(chuàng)新,2019年就上升到了行業(yè)前三的位置。

來(lái)源:CINNO

2021年,兆易創(chuàng)新進(jìn)一步鞏固了行業(yè)地位。

由于NOR Flash容量小、成本高,一度被大廠邊緣化,但隨著5G、AMOLED和自動(dòng)駕駛汽車等新興市場(chǎng)的快速發(fā)展,NOR Flash重新喚起了市場(chǎng)的關(guān)注。

TWS藍(lán)牙耳機(jī)

從2018年開始,在消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng),TWS藍(lán)牙耳機(jī)開始火爆起來(lái),有統(tǒng)計(jì)顯示,到2022年,全球TWS藍(lán)牙耳機(jī)市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)2000億元。

TWS藍(lán)牙耳機(jī)必須配備NOR Flash,這是因?yàn)槠涔δ茌^多,為了存儲(chǔ)更多固件和代碼程序,就需要外擴(kuò)一顆串行NOR Flash。

隨著TWS藍(lán)牙耳機(jī)功能的進(jìn)一步增加,需要更多的存儲(chǔ)容量。以安卓手機(jī)用TWS藍(lán)牙耳機(jī)為例,一般采用8Mb或16Mb的NOR Flash,隨著功能增多,需要用到32Mb、64Mb,甚至128Mb的。

有統(tǒng)計(jì)顯示,2020年,新款A(yù)irPods的NOR Flash容量提升至256Mb,安卓市場(chǎng)在2019~2021年平均NOR Flash容量分別為16Mb、32Mb和64Mb,而相應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模分別為675萬(wàn)、2062萬(wàn)和5099萬(wàn)美元。綜合AirPods的市場(chǎng)規(guī)模,TWS藍(lán)牙耳機(jī)用NOR Flash的市場(chǎng)規(guī)模在2021年突破了2億美元。

AMOLED

由于工藝原因,AMOLED顯示存在亮度均勻性和殘像兩大難題,需要進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償方法分為內(nèi)部補(bǔ)償和外部補(bǔ)償。內(nèi)部補(bǔ)償?shù)男Ч缓?,難以解決殘像問(wèn)題;外部補(bǔ)償則具有像素結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,驅(qū)動(dòng)速度快和補(bǔ)償范圍大的優(yōu)點(diǎn),是實(shí)際應(yīng)用中的首選。

外部補(bǔ)償時(shí),需要外掛一顆NOR Flash,以避免AMOLED面板的藍(lán)色光會(huì)隨時(shí)間消退的問(wèn)題。在Full HD情況下,需要用8Mb的NOR Flash,而QHD則需要用到16Mb的NOR Flash。

AMOLED在智能手機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍,這就帶動(dòng)了中端NOR Flash需求的增長(zhǎng),其年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了24%。

TDDI

TDDI是觸控與顯示驅(qū)動(dòng)集成的縮寫,它將原本分離的手機(jī)觸控IC和顯示IC整合成了SoC。而隨著技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化,TDDI芯片的成本不斷下降。

由于TDDI觸控功能編碼所需容量較大,無(wú)法一并整合進(jìn)TDDI芯片,需要外掛一個(gè)4~16Mb的NOR Flash進(jìn)行存儲(chǔ),并輔助TDDI進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

5G

5G也是NOR Flash的一大發(fā)展動(dòng)力,目前,5G基站使用的NOR Flash,大約是1~2G的產(chǎn)品,全球能生產(chǎn)該規(guī)格產(chǎn)品的廠商并不多,目前,全球生產(chǎn)5G基站的廠商,大約有八成以上向旺宏下訂單NOR Flash。

汽車電子

由于NOR Flash可靠性更好,使得中高容量的NOR Flash在汽車電子中被廣泛應(yīng)用。從最初的車用廣播需要1Mb的低端NOR,發(fā)展到中控系統(tǒng)搭載128Mb~256Mb的。

據(jù)IHS統(tǒng)計(jì),2022年全球汽車電子市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1602億美元,其中增速最高的是ADAS,2022年達(dá)到214.47億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到20.27%。ADAS系統(tǒng)中的導(dǎo)航、行車記錄、影像處理、車道偏移警示等功能,都需要采用512Mb或更高容量的NOR Flash。汽車電子市場(chǎng)的規(guī)模及其快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)將帶動(dòng)NOR Flash等存儲(chǔ)器需求量大幅提升。

市場(chǎng)動(dòng)向

總體來(lái)看,2018 年之前,NOR Flash市場(chǎng)需求較為疲軟,而供貨商的產(chǎn)能卻在提升,導(dǎo)致2018年NOR Flash的價(jià)格進(jìn)入下行周期。集邦咨詢的數(shù)據(jù)顯示,NOR Flash價(jià)格在2019年第三季度開始回升。從旺宏、華邦和兆易創(chuàng)新的營(yíng)收增速也能看出這一趨勢(shì),這三家的營(yíng)收增速均從2019年第二季度開始好轉(zhuǎn),第三季度的營(yíng)收增速仍在提升,這表明NOR Flash市場(chǎng)進(jìn)入上行周期。

預(yù)計(jì)未來(lái)中高端NOR Flash有望維持高價(jià)位,低端NOR Flash受cost-down系列低價(jià)產(chǎn)品上市,以及新產(chǎn)能陸續(xù)投產(chǎn)的影響,價(jià)格將下滑。

3D堆疊

近些年,3D芯片成為了業(yè)界應(yīng)對(duì)晶體管密度提升與先進(jìn)制程微縮高成本之間矛盾的首選方案,無(wú)論是芯片制造,還是封裝,無(wú)論是邏輯芯片,還是存儲(chǔ)器,在高端應(yīng)用領(lǐng)域,都在向3D轉(zhuǎn)變。

特別是在存儲(chǔ)器方面,3D NAND Flash已經(jīng)被廣泛采用,各大存儲(chǔ)器廠商都在將主要精力和資源投入到這方面的研發(fā)和生產(chǎn)。在這樣的趨勢(shì)下,市場(chǎng)容量不如NAND Flash,但又憑借其獨(dú)有的特性,在市場(chǎng)上不可或缺的NOR Flash,也開始向3D方向發(fā)展,不過(guò)與3D NAND Flash相比,3D NOR Flash仍然處于起步階段,只有行業(yè)頭部廠商,如旺宏和華邦電子,在大力投入研發(fā),其它廠商多處于觀望狀態(tài)。

旺宏董事長(zhǎng)吳敏求表示,NOR Flash制程發(fā)展到45nm已經(jīng)很難再微縮下去,因?yàn)槌杀緯?huì)大幅提升。但汽車電子和人工智能等新興應(yīng)用需求將帶動(dòng)NOR Flash市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng),旺宏已投入3D NOR Flash研發(fā),以應(yīng)對(duì)制程節(jié)點(diǎn)難以進(jìn)一步微縮的障礙。

據(jù)悉,旺宏在3D NOR Flash方面的創(chuàng)新包括投入垂直2T架構(gòu)和低功耗制程技術(shù)研究,通過(guò)3D堆疊實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度,采用micro heater技術(shù)提升產(chǎn)品耐久性。該公司計(jì)劃兩年內(nèi)推出3D NOR Flash,預(yù)計(jì)采用45nm制程工藝。

據(jù)悉,旺宏在2Gb及4Gb先進(jìn)NOR Flash技術(shù)方面已搶得先機(jī),已經(jīng)推出相關(guān)樣品,量產(chǎn)產(chǎn)品也會(huì)陸續(xù)問(wèn)世。

工藝方面,旺宏推出了AND架構(gòu),這是一種早期的閃存電路技術(shù),可提供位級(jí)訪問(wèn),類似技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于環(huán)柵 (GAA) 3D NAND 結(jié)構(gòu)的堆疊工藝。

與典型的3D NAND閃存一樣,這種3D NOR堆疊單元是通過(guò)在氧化物和氮化物層的多層夾層中打孔,然后填充深孔來(lái)形成的。不過(guò),旺宏的實(shí)驗(yàn)架構(gòu)不是由多晶硅構(gòu)成的均質(zhì)圓柱體,而是由幾個(gè)不同的異質(zhì)結(jié)形成的,其中兩個(gè)是 N+ 摻雜的,用作多個(gè)堆疊晶體管的源極和漏極,中間由氮化硅絕緣體柱隔開。

圖:3D AND Flash結(jié)構(gòu)

在AND結(jié)構(gòu)中,每個(gè)晶體管都具有成對(duì)的源極線和正交的漏極連接位線。源是單獨(dú)解碼的,而不是有一個(gè)公共源。多晶硅“插頭”連接每個(gè)堆棧中晶體管的源極和漏極。

最初,旺宏是在一個(gè)8層結(jié)構(gòu)上開發(fā)的,已經(jīng)完成了34層堆棧的工作,這似乎是可行的。旺宏認(rèn)為,在70層以上時(shí),該公司提出的3D NOR Flash將挑戰(zhàn)20nm半間距的兩層交叉點(diǎn)相變存儲(chǔ)器。進(jìn)一步的改進(jìn)可能來(lái)自鐵電存儲(chǔ)器晶體管,它允許更低的電壓操作和更快的寫入速度。

華邦電子也在45nm制程N(yùn)OR Flash方面投入了巨資,容量大概是32Mb - 2Gb。

華邦電子認(rèn)為,對(duì)于NOR Flash而言,45nm很可能是最后一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)了,與之相比,SLC NAND Flash還有制程微縮空間,在24nm之后,至少還可以進(jìn)一步微縮一代制程。

相對(duì)于旺宏,華邦電子雖然也在先進(jìn)NOR Flash方面進(jìn)行投資,但力度似乎不如前者那么大,后者更側(cè)重于采用先進(jìn)制程的NAND Flash的研發(fā)。因?yàn)樽詮?008年45nm制程N(yùn)OR Flash出現(xiàn)后,就再也沒有更先進(jìn)制程的產(chǎn)品出現(xiàn),其制程進(jìn)一步微縮的難度很大。

結(jié)語(yǔ)

相對(duì)于NAND Flash,“小而美”的NOR Flash優(yōu)勢(shì)作用越來(lái)越凸出,其市場(chǎng)需求量正在隨著各種應(yīng)用的發(fā)展而增加。

市場(chǎng)關(guān)注度和需求的提升,使得各大NOR Flash廠商有了進(jìn)一步加大研發(fā)投入力度的動(dòng)力和積極性,相關(guān)產(chǎn)品和新技術(shù)演進(jìn)更具活力。

市場(chǎng)需求帶動(dòng)NOR Flash制程工藝技術(shù)繼續(xù)演進(jìn),龍頭企業(yè)開始探索類似于NAND Flash的3D堆疊架構(gòu)技術(shù),這對(duì)于市場(chǎng)容量相對(duì)較小的NOR Flash而言,具有更強(qiáng)的象征意義,隨著應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展,NOR Flash的市場(chǎng)規(guī)模是否會(huì)有較大幅度的提升呢?拭目以待。

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