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NOR Flash掘金物联网,宽压和低功耗成关键因素!

2018年被称为国内NB-IoT商用爆发期,在过去一年多时间里,国内三大运营商已经基本实现NB-IoT网络全覆盖。此外,全球40%运营商都在积极部署业务应用,每天约有550万设备连入物联网。美国咨询公司更是预测,2021年全球联网设备将达到280亿台,其中160亿台与物联网有关。这一切都预示“万物互联”时代正在加速到来。

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物联网设备基本构成


由于物联网产业链还存在很多不确定性,为了更好满足不同应用场景需求,现阶段物联网设备主要基于MCU平台开发。其基本构成为MCU、存储器、传感器、网络模块,供电电池等。随着物联网设备的海量级增长,相关构成部分也迎来新的发展机遇,如NOR Flash存储器。


NOR Flash的机遇与挑战

我们都知道,在大数据、云计算、物联网、人工智能等推动下,存储芯片在产业链中扮演的角色越来越重要。目前主要有DRAM和FLASH两种类型,其中FLASH又可进一步分为NOR Flash及NAND Flash。NOR Flash主要用来存储代码及部分数据,具备随机存储、可靠性强、读取速度快、可执行代码等特性,被认为是物联网设备代码闪存应用的首选。

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NOR Flash存储器


事实上也是如此,全球蓬勃发展的物联网为NOR Flash注入了一剂强心针。除了带来大量的应用需求之外,也打破了NOR Flash多年未有大变化的窘境。这对于NOR Flash而言,无疑是难得的机遇。然而物联网应用场景的多样性,也给NOR Flash带来了全新挑战。在物联网设备中,NOR Flash通常用于MCU数据读取和执行,其工艺和读取速度都直接影响MCU性能。


通常而言,在物联网感测端,需要低功耗和低电压的MCU。然而随着物联网应用的拓展,MCU也需要具有更加宽泛的电压范围,以提升产品设计和开发的灵活性。如在智能家居应用中,需要整合大电流驱动器及提升MCU电压等。另外,在国内开始商用的远程抄表、智慧水务、智慧烟感、汽车等应用中,对于MCU电压都有不同要求。为此,厂商们也推出了更加丰富的产品类型,以满足应用需求。例如,德州仪器MSP430L092 MCU的完整功能性可在0.9V至1.65V的电压范围内保持,支持全面低电压系统解决方案;Atmel的AVR系列和Microchip的PIC系列一直在推陈出新等。


另一方面,虽然说8位MCU仍然占据着市场主流,广泛应用于电表、马达控制器、电动玩具机、变频式冷气机、呼叫器、传真机、来电辨识器、电话录音机、键盘及USB等领域。但是,随着开发应用成本逐渐降低,32位MCU在消费电子、通讯产品、工业及医疗等领域已经广泛应用。特别是物联网、人工智能及智能汽车的发展,使得32位MCU成为重要趋势。为此,NOR Flash存储器及相应组件也需要更新换代,以满足高性能及低功耗要求。


由此可见,物联网应用的多样性及广泛性,进一步拉动了NOR Flash存储器市场需求,同时也对其灵活性提出了更高要求。


积极应对产业周期调整

对于全球存储器市场而言,近几年产业调整非常明显。自2016年开始,全球存储市场开始回暖,并在2017年达到一个顶峰,韩国三星也借此一举超越英特尔,在全球排名第一。在此带动下,企业也不断加大产能投入,加之外部经济环境的影响,全球存储器市场在经历快速成长之后也开始步入调整期。另一方面,近期的晋华被禁事件,也对全球存储产业增添了又一变数。


首先,最直观的就是存储器市场价格的调整。据DRAMeXchange数据预测,2019年平均DRAM价格将同比下降15%至20%,NAND闪存芯片价格下降幅度将在25-30%左右。具体到企业而言,三星也将原本计划2018下半年对DRAM及NAND Flash的新投资将延至明年,其中DRAM内存投资将大砍20%。由此也可以看出,全球存储器产业充满了凉意。


那么,这是否也意味着存储器市场就没有价值发掘了?其实,结果并非如此。熟悉存储器市场的可能就知道,全球储存器市场是一个典型的周期性产业,高峰和低谷总是相伴随着出现。对于国内企业而言,这无疑是一个很好的机会,在产业调整时期通过不断提升技术和品质,才能在产业回暖时占据先机。另一方面,从市场需求来看,虽然产业迎来调整,但是高端应用领域对NOR Flash的需求仍然旺盛。此外,正如前文所言,大数据、云计算、物联网、人工智能等新兴应用的出现,也为国内企业提供了快速抢占市场的机会。

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芯天下产品发展路线


基于这些原因,国内企业对于存储器领域投入热情一直没有消退,如国内存储主力供应商——深圳市芯天下技术有限公司(简称芯天下)。自2014年成立以来,凭借对市场需求的精准把握,先后推出了NAND MCP、SPI NAND、SPI NOR以及SD NAND等系列产品,快速地抢占市场份额,成为存储器国产化的主要实践者。随着市场需求及产业环境的变化,芯天下也不断完善产品系列,通过加大技术研发力度,积极拓展业务领域。在产业调整的背景下,芯天下也成功完成两轮投资,除了代表资本市场的认可之外,也反映了国内存储器产业未来的发展潜力。

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为此,2018年11月8日-9日,芯天下全程参与了在深圳举办的“全球CEO峰会”。作为大会特别邀请企业,芯天下还特别搭建了独立展台,集中展示公司完整的产品系列,并在展会现场为行业人士分享最新的技术路线。其中,对于即将到来的万物互联及智能时代,芯天下也投入了大量资源进行研发,相关最新产品也在本次展会中一一亮相!


宽电压应对不同场景需求

为了应对物联网设备面临的挑战,把握物联网产业发展机遇,芯天下特别推出了Wide Voltage系列SPI NOR存储器产品。按照规格书上说明,其工作电压覆盖1.65~3.6V,实际上低压可支持到1.4V,完全可以满足市场主流应用需求,成为物联网设备的理想选择。

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NOR Flash存储器


以芯天下公司XT25W08B为例,其特性如下:

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芯天下XT25W08B产品参数


该产品采用标准的Serial Flash存储设计,容量为8Mb,可支持SFDP规范及Unique ID。其工作状态下功耗为20mA,在深睡模式下功耗只有0.1uA,全电压覆盖1.65V-3.6V。除了支持宽电压之外,XT25W08B还提供了WLCSP封装以及支持SIP,方便客户快速地进行design,设计出极具竞争力的产品。


此外,芯天下公司还提供系列支持Wide voltage的SPI NOR Flash产品,具体型号如下:

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芯天下Wide voltage系列产品


另一方面,随着应用端数据处理量的增加,对于SPI NOR Flash产品的容量要求越来越高。目前低容量市场竞争已经非常激烈,中高容量SPI NOR Flash产品更具有市场价值。为此,芯天下在拓展产品电压范围的同时,也进一步提升产品容量至128M,并即将推出256M相关产品,在制程上也将采用国际先进的50nm工艺,从而进一步拓展高阶领域应用市场。除了进一步完善产品系列之外,芯天下也通过不断地进行技术升级与迭代,以满足市场新的需求。


低功耗成物联网关键因素

物联网设备大规模部署首先必须考虑功耗因素,这也是制约物联网发展的重要因素。随着物联网设备性能和集成度的提升,对于功耗控制提出了更加严苛的要求。由于物联网设备应用的特性,如果为了其中一个设备更换电池,显然是对运营成本的巨大浪费。这就要求物联网设备具有极低功耗,极长的使用寿命。

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对于物联网设备而言,尽可能延长电池的使用寿命已经成为另一个重要挑战,需要从各组成部分整体优化。以芯天下公司产品为例,Wide Voltage 系列SPI NOR存储器产品除了支持宽电压之外,最大的特点是不工作状态下能够进入深睡模式,并且能够即刻响应。在保障正常工作的情况下,尽可能减少电池消耗,从而充分发挥MCU和电池潜能,减少IoT设备的管理和维护成本,提升客户的商业利润,进一步抢占市场份额。


随着无线网络的普及,网络接入速度的不断提高,万物互联(IoT)正在引领第四次工业革命。由此带来的万亿级市场,正在不断催生新的应用场景,为NOR Flash打开了新的市场前景。芯天下也于近日完成了B轮4.1亿融资,下一步重点发力物联网应用。

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