ST闪存技术解析

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前言

        闪存是手机、数码相机、数字电视和机顶盒或发动机控制模块等数字应用中一种十分常见的半导体存储器，这类芯片需具备系统级编程功能和断电数据保存功能。闪存兼备高存储密度和电可擦除性两种特点。

         因为低功耗和非易失性，闪存技术在便携应用的发展中起了主导作用，同时，随着每数据位成本逐渐降低，完整数据存储解决方案开始从硬盘驱动器（HDD）向固态存储器转化。

        闪存分为两大类型：NOR闪存和NAND闪存。NOR闪存架构的特性是数据读取速度很快，是手机等电子设备中代码存储和直接执行应用的最佳选择，而存储密度和编程速度更高的NAND闪存则是高密度存储应用的首选存储器。

ST闪存业务的市场地位

        意法半导体是世界上最大的非易失性存储器供应商之一，该市场包括NOR和NAND闪存。ST在NOR闪存领域的市场份额为16.3%，排名第三1；在串行闪存（带串行总线的闪存）领域的市场份额为31%，排名第一2。作为全球最大的值得信赖的先进存储器解决方案供应商之一，意法半导体为客户提供最先进的技术产品，从而推动他们开发出高效、安全的无线通信及嵌入式系统应用。

        ST获得闪存领域的领先市场地位是得益于：大幅度提高闪存的产能，世界领先的技术，以先进、创新、差异化的产品组合全面覆盖目标应用领域，与移动通信、数字消费、PC机、硬盘、汽车、工业等主要闪存消费应用市场上的10家主导公司签订了长期合作协议。ST能够对不断变化的市场做出快速反应，并超出市场的平均增长水平。

ST的闪存市场战略

        闪存制造商同时承受着两种压力：提高性能（速度、密度、功耗），降低成本。为实现这两个目标，ST采用的是制造工艺和产品系统双管齐下、相互补充的战略。

提高工艺水平

        第一种方法是通过半导体工业的国际半导体技术开发计划ITRS（0.25?m, 0.18?m, 0.13?m, 90nm, 65nm ...） 定义的技术节点，不断缩减制造工艺技术的几何尺寸。作为非易失性存储器技术研发领域的排头兵，ST长期以来不懈地推动着制造工艺的改进，目前65nm技术的NOR闪存已进入量产阶段，投入量产的还有60nm和55nm的NAND闪存芯片，下一代48 nm闪存目前正在开发阶段。除此之外，ST还在开发创新的90nm相变存储器的原型。

        ST还采用了新的存储器结构，如多位单元闪存。我们的战略是，在今后几年，通过扩大多位单元结构，继续提高闪存的密度。

系统解决方案

        第二种方法是开发一种使所有应用都能更好地利用现有的量产技术的产品组合。这种方法需要尖端的存储结构及架构（如多位单元闪存），以及技术先进的专用闪存；在一个微型封装内叠装多个存储器芯片（多片封装）或把存储器与处理器封装在一起（系统级封装），提供系统芯片的高性能组装技术；生产种类最齐全的工业标准产品。

多片封装 (MCP)和系统封装

        在一个非常小的多片封装内，ST开发出的存储器子系统整合了一个或更多的闪存芯片、一个低功耗的RAM（随机存取存储器）和相关的硬件。这些产品为第三代手机提供了一个完美的存储解决方案，新应用是第三代移动设备的亮点，包括高速上网、语音邮件、蓝牙通信、数据保存等，外形紧凑和耗电量低是这些设备的基本要求。

叠层封装

        ST在叠层封装(PoP)技术开发方面居世界领先水平。叠层封装是半导体工业内最新的创新技术，该技术能够把分立的逻辑器件与存储器封装纵向堆叠在一起。两个封装上下堆叠在一起，通过一个标准接口传送信号。在节省电路板空间、降低布局复杂性、简化系统设计、减少引脚数量等满足移动应用的小型化需求方面，叠层封装的优势比多片封装更强一些。

先进架构闪存

        先进架构闪存具有以下特性：并行接口、存储密度高、编程或读取操作时间短、工作电压低、安全性高。这个战略要求存储器厂商必须与推动市场增长的主要OEM厂商合作。对比其它闪存供应商，合作开发是ST的优势所在，因为ST与通信、消费、计算机及外设和汽车市场的主要厂商建立了战略合作伙伴关系。

        为了满足手机市场的需求，ST设计出了微型节能的NOR式先进架构闪存解决方案，新产品存储密度高达512 Mbits (或1Gbit，多片封装)，并增加了多种功能，如异步和同步读取模式，以及提高软件灵活性和处理速度的双或多存储库架构。为了配合NOR闪存产品，ST还推出了密度高达4 Gbits的数据存储用NAND闪存。

ST NOR 闪存产品
嵌入式系统用NOR闪存

        作为NOR闪存市场的领导者和技术领先者，ST的NOR闪存产品种类十分丰富，从工业标准闪存到先进架构闪存，应有尽有，能够很好地适应不同市场的需求，包括汽车、消费电子和计算机外设。ST的NOR闪存内建串行或并行总线接口，以适应任何嵌入式应用的需求。

消费电子产品用NOR闪存

        消费应用如机顶盒(STB)、DVD、数字电视、数码相机和PDA支持的应用程序变得日益复杂，同时处理的数据流的速度越来越快（例如，STB的MPEG文件）。ST针对消费电子市场的需求优化了闪存架构，其数据存储和代码执行用闪存均具有高密度、快速读取、成本低廉、安全性强的特点。

汽车电子用NOR闪存

        ST按照汽车客户需求的发展趋势，针对快速增长的汽车市场，调整了公司产品组合，不同的应用产品之间都有很大的变化。ST先进架构闪存内建32位数据总线和脉冲串读取模式，满足了今天汽车娱乐信息系统对高性能、高密度闪存的需求。在汽车级产品方面，ST专注于卓越的质量（先进制造测试筛选）和一流的服务（交货和支持）。

BIOS（基本输入输出系统）存储用闪存

        针对台式机、服务器、笔记本电脑的系统及视频BIOS存储的特殊需求，ST开发出一系列专用的先进架构NOR闪存。.

代码存储用串行NOR闪存

对于有高性能、低功耗和节省空间需求的应用设备，数据保留期限长、耗电量低的串行NOR闪存是其存储和执行代码的理想解决方案。ST的串行闪存应用十分广泛，例如，计算机外设（硬盘、显卡、一体式打印机、光驱）、汽车（汽车收音机、GPS导航系统）、通信（网卡、ADSL调制解调器）、消费电子产品（MP3播放器、录音笔、DVD影碟机）。

数据及参数存储用串行NOR闪存

        ST数据及参数存储闪存给要求数据参数传输速度快的应用领域带来了更高的价值，具体应用包括数字应答机、DECT电话、无绳电话、寻呼机、数码相机、家庭游戏机、玩具、便携扫描仪、传真机、手机、录音笔、打印机、PDA、MP3播放器/录音笔、GPS系统、测量系统、数据流。

移动终端用NOR闪存

        我们可以通过手机市场预测闪存市场增长幅度。手机正在从单一语音功能的基本终端向多媒体终端快速发展，新一代手机支持复杂的应用、实时通信服务，能够处理快速的多媒体数据流。今天的多媒体手机需要高带宽的存储器，存储代码需要密度达到1Gbit的闪存，存储数据需要密度达到4 Gbits。通过利用多位单元等最新的存储器架构，提高存储器的密度，使之同时还适合数据存储，ST的手机用NOR闪存达到了性能最大化，同时成本、功耗和封装尺寸最小化的特殊要求。

ST NAND闪存产品

        与NOR闪存相比，NAND闪存的存储密度更高(高达8 Gbits)，擦除时间更短、但随机存取时间稍长。虽然直接执行代码的效率不高，但是NAND闪存更适合在数字消费应用中存储海量数据。除其它非易失性存储器外，NAND闪存在嵌入式应用和无线通信系统中日益普及，主要功能是存储大量的参数或多媒体文体，例如，音乐和数字影像。

        因为是小页或大页存储结构，NAND闪存架构十分适合海量存储广泛使用的数据格式。此外，NAND闪存配有多路复用数据/地址总线，这种配置可以减少器件的引脚数量，在同一个封装内提高存储密度。

结论

         闪存是存储器行业内增长势头最强的产品，为多种现有的和新兴的应用提供灵活的代码、数据、代码到数据、代码到参数的存储解决方案。ST是世界一流的值得信任的闪存供应商，拥有市场上种类最齐全的闪存产品，包括工业标准闪存、安全先进架构闪存、闪存子系统，能够满足几乎所有嵌入式或无线应用的特殊需求。