Ｓｐｅｃｉａｌ 豫 每 礤辆嘲穗黩巍＿懑嘲露罄ｌ 黼 特干Ｕ：嵌入式系统 量 量 关于嵌入式闪存，你所不了解的那些事儿 Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司 Ｖｉｐｉｎ Ｔｉｗａｒ 多 求，汽车行、 的发腱和创新 ｝佯动 ’卜导体行 【 的发腱。根据ＩＩＩＳ 的数 【ｌＪ‘知，汽车半导体Ｉｆ 场的年收入 ＬＬ 超过３ＯＯ￣Ｌ美元，而随荷ＡＤＡｓｆｌ９ 增７Ｊ Ｉ１、燃油效牢的提高，以及便利性的 提升，这一数字还将不惭Ｉ 升。 ｌｊ ，每辆豪华车１人】郫 卜导体元件 的总价『ｆ［约为１０００荚无，而ｌ｝｜ 车内部 体， ｆｌ：ｌｆ＊，ｊ总价值约乃３５０笑元，汽 １ Ｍ Ｃ Ｕ址其中的重要组成部分。火多 数 ４ Ｍ ＣＵ具柯片Ｉ 嵌人式闪存，其 中也 铤杂 详 ｆｌｇ￣Ｐ，令代码。 Ｉ ：肚ｆ多品硅浮栅的嵌人式 仔 广泛部 汽午、工业币¨ 赞类应刖领 域的 系列产品中，并 地 易失性仔 仃｛ｆ器｝上术的典范，似火ｆ嵌人式闪存技 术仍ｆ ｝｝误的观念，这Ｉｌ 是我想曼 努力澄 的。 嵌入式闪存解决方案可以节省时间和 金钱 人多数时候都是・分价钱一分货。 从丧 求看， 卜电倚 阱的解决 案（／￣ｌｌＳＯＮＯＳ）卡¨比，多品硅浮栅 嵌人 ｌ 解决方案似乎 乃昂贵，这 为 墟ｊｊ电荷陷阱的嵌入式非易失 ・ 竹 解决方案卡Ｉ｛比，多 硅浮栅嵌 人式 仔通常需要更多的 蔽步骤。然 而， ：片役”人员 ｝发ｆｒ 考虑非易火 解决方案的总成本，包括潜任的产量 损ｌ，火、由＿ｆ现场返货造成的损耗、长期 数据 留、包括ＥＣ Ｃ币【１所需冗余电路 化 的总芯片尺寸，以及 产时间。此 ９１、，壤 电荷陷阱的解决 案不适｝ｆ］Ｆ 高温币¨高 厢性应用， 此如果非易欠 性存仃抒器平台需要满足‘系列低端和高 端 川的需求， 更 ｌ要Ｉ Ｊ‘满足所 川需求的非易火性仔储器斛决方案，这 Ｊ ｝ｊ埘电压、工作温度，数据保留币¨ 而寸川・ 的要求有所 问。乃一个技术节 点应川多个非易失性 Ｆ台比应用ｎｒ靠的 丛Ｊ：多品硅浮 的非易火悱存储器解决 方案婴贾得多。 差异化的多晶硅浮栅嵌入式闪存 多年来，大多数ＩＤＭ鄙任为需要 嵌入式闪存的应ｆＩ】使川类似的１Ｔ多＾＾ 硅浮栅堆叠解决办案。 过去２０年问， 创新 分离栅极Ｓｕｐｅ￣ Ｆｌａｓｈ技术凭借其 ｆＩｒ吼Ｇ 培哺ｔＩ‘ｍ：ＥＳＦ１ 图１第１代嵌入式ＳｕｐｅｒＦｌａｓｈ（ＥＳＦ１） 化Ｈ 高效的多Ｉ 】Ｊ擦除平ｌ】源橄 人编程存储 ．无， 惭推动行业ｍ前发 腱。 嵌入式闪存的低工作电压特性使其非常 适用于ｌｏＴ应用 Ｉ ｏＴ 片Ｊ需要ｆ氐｝Ｕ压读／写操作。 Ｈ『Ｊ使编程／体除操ｆ１ 安高电 ，该过 埘用户水说也是透ＩＪＩｊ的，这是 为 仃宏从用户接收１人Ｊ核／Ｉ Ｏ电 ｌ三１ｊ｝使Ｉｔｊｆ～ ｝Ｕ荷泵将 升高剑编程和擦除操作所 ，ｒ￣ｉｌｆ＇Ｊ高电 。因此，“ｒ以立ＵＩ３５＇３－嵌入 用于低功耗ｌ（）Ｔ 川。 嵌入式闪存支持ＥＥＰＲＯＭ功能 传统ｆｌ＊，ＪＥ１ ｌ Ｒ０Ｍ架构支持字 ’ 操作，因而常常被需婴频繁更新数 的 川程序所川。通常，嵌入式 仔址按 －定规则排列的・纰 储单元，又称为 砌『ｘ 。扇区需嘤 人新数据 完全橼 除。幸运的足，我 ｌ１Ｊ‘以使￣ｌｆｓＲＡＭ缓 冲 任整个嵌人式『』Ｊ仃【 的一／】、部分卜 嵌拟ＥＥＰＲ０Ｍ功能，慨简单并『］＿埘川 ， 透日Ｊ］。 达经常让人 叭为嵌入式ｌ 仃／ｆ 能满足ＥＥＰＲ０Ｍ 川性要求。然Ｉ ， ＥＥＩ Ｒ０Ｍｆｌ＊Ｊ，耐擦写次数通常可达剑ｌ００ 次。过 ，火多数Ｍ Ｃ Ｕ和错能Ｉ：Ｊ ｗｗｗ．ｅｐｃ．ＣＯＩＴＩ ｃｎ ２０１７年５月 今日电子 囵 ． 入式 片ｊ所要求的耐棒’ｊ次数均低＿ｒ１０ＪＹ次， Ｓｐｅｃｉａｌ 虽然ＯＴＰ解决方案似乎足以符合非 易失性仔储器的一次性编程要求．但实 际操作时它存在一些严重的用广１体验和 汽车、移动手【１Ｉ ＯＴ应用正住推动 单片机和其他Ｉ 存器件发展，闪存市 场已经增长到２２０亿美元左右。为了 在这一细分市场 ０ｉ据一席之地， 但近来诸如ｓＩ Ｍ ｆ、－ｔｑ ￣－应用的要求越发严 格，耐擦写次数需达到５０万次（典型 值）。为｜，支持这－要求，我们通过第 二代ＳｕｐｅｒＦｌａｓｌ１技术（ＦＳＦ３）提供比 ｒＩ丁靠性问题。 ‘先，火 存储块的ＯＴＩ’编秤需 许多代工厂 经扁川Ｊ 嵌人式闪仔 平台或者正 极努力之中，包括 前 代技术更好的耐擦 特性，并且大 要使用多个冗余位和相关的冗余管理电 鼠的数据 示， 代技术能够满足这 砦应用所要求ｉｆＪ，５０万次耐擦写次数。 Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：ＥＳＦ３ 图２第３代嵌入式ＳｕｐｅｒＦｌａｓｈ（ＥＳＦ３） 嵌入式闪存是可以扩展的 ｌ０年以前，纷纷流传嵌入式闪存 无法突破９ＯｎＩｌｌ以 点，理｝｛】是存 储单元扩展面临诸多 难币『１挑战。可 女¨令嵌入式『ＪＪ 已发展到２８ｎｍ级， 因此证明上述彳亍法是错 的。现在面 临的挑战是将嵌入式闪仃迈人ＦｉｎＦｅｔ １ 艺时代。不过，ｉ｝｝如Ｓ ａｎ１ ＳＵｎｇ，Ｎ ＧＩ ＯＢＡＬＦ０Ｕ ＮＤＲＩＥＳ等代工厂正专注 十平面２２ｎｍ技术 （茈至更小）的 ＦＤＳＯｌｔ￣术，叮能会他嵌人式闪存的使 用寿命ＬＬ２８ｎｍ ｒ ｋ。 对于指令代码应用，不可以用ＯＴＰ代替 嵌入式闪存 一些集成电路需要使用片｝ 指令代 码进行 次性编 ，该编程可以 使用 现场进行，也【｜『以 交付客厂Ｉ之前在品 级测试或封装完成后 最终测试时完 成。 今日电子‘２０１７ｆｌｇ５￣］－ＷＷＷ ｅｐｃ ｃｏｍ．ｃｒｆ 路．存 难以解决的效率低 难题。额 外增加的复杂性也令芯片设计人员伤透 脑筋。 其次，嵌人式闪存工艺专门针对 长期数据可靠性而进行了优化，与之相 比，采用ＯＴＰ解决方案的大犁存储块提 供的数据保留时间通常没有任何优势。 原因是对１人型ＯＴＰ存储块进行编程有一 些不确定性，产生的尾位会对精确读取 造成影响。 嵌入式闪存是可扩展的，并且可用于众 代工厂的先进技术节点 通常情况下，嵌入式闪存比领先 技术节点晚两代，因为其主要由非易 火性存储器解决方案需求推动， 诸 如１４ｔ１Ｉｌｌ ＦｉＩ－Ｉｆｅｔ等高级节点是由高端 ＳＯＣ、高性能计算和图形处理器推动， 这些不需要片上嵌入式闪存。 最近，嵌入式闪存在高级逻辑节点 的町用性方面已经迈出了一火步。 ０ｌ 年，纯代工厂只能提供９０ｎＩ１ｌ级嵌入式 闪仔。佩任过去４年间，在许多领先的 代Ｊ二厂（ 图１）中，以及在高端汽车和 Ｉ ＯＴ解决方案的研发过程中，嵌入式 仔达列了２８ｎｍ级。这种飞跃式的发展 ｔ要是由汽车应用推动的，汽车应用要 Ｊ；＝针对高级技术节点使用汽车ＭＣＵ。 ＧＩ ＯＢＡＬＦＯＵ ＮＤＲＩＥＳ、ＨＨＧ Ｆａｃｅ、 ＬＦＯＵ１３ｄ ｒｙ、Ｓｉ１Ｔｅ１‘ｒａ、ＴＳＭ Ｃ、 ＵＭＣ、Ｖａｎｇｕａｒｄ ＸＦＡＢ埂ＸＭＣ，将 来还有更多成员加入。 啊，３５ｏｎｍ ｃ ＩＥＳＦａ Ｔ￣ＳＭ￣ １ＥＳＦｌ ＨｌＨ ・嚣 Ｄ砌 ＥＳＦ２ ＸＦＡｅ ＥＳＦＩ ＳＭＣ ＥＳＩＦＩ ｌ∞ｎｍ 科ＩＴｅｒｒ￣ ｝｜ＳＦ１ Ｈｉ＇￣ｋ＇ｌＭ：ｅ ｝ＥＳＦＺ ～一ＨｉＨＣ，ｒ￣－：ｅ ＿ＥｓＦ２ ‘ ‘ ’” ￣Ｆｓ（ｅｃｏ） ＥＳＦ１ ～ 一 ９ａｌ＇ｍ｝ｌ Ｍｃ Ｓｆ童 铷Ｃ ｌｓＦ３ 。 描ＦＳ ＥｓＦＩ ｍ蕊 … ‘蠢 … ＭＣ ＥＳＦｊ 镰＾Ｃ 】ＩＥＳＦ３ ４０１１１１１ 稿Ｆ ｊＥＳＦ， ＵＭＣ －ＥＳＦ３ 图３技术节点和相关代工厂 所有无晶恻 的ＩＩ）Ｍ和许多只有 小规模品圆厂的ｌＩ）Ｍ部 ｝ｊ．纯代ｊ－厂进 行合作。不过，１Ｉ）Ｍ鄙宵ｒ１ 的制造发 备，可以根据广： ＿手『】叫 用技术．选择 自己生产或外乜给纯代＿Ｔ： 。许多一流 ＩＤＭ选择了在 内 的代ＩＬ厂郎署ＳＳＴ 的嵌入式闪存技术．Ｈ的是为了能够定 制一系列技术 点的葶 化产品。 日，ｃ
