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3G时代的存储器众生相

发布时间:2007/9/11 0:00:00 访问次数:515


  3G带来的人们对移动多媒体功能的需求,让半导体存储器市场获得了持续的活力,在市场头绪没有理清之前,所有的参与者似乎都有机会。

  2005年,中国3G网络将商用,这无疑给全球手机制造商提供了一个新的机会,3G手机等新兴应用更是为存储器厂商留下了巨大的想象空间。伴随着手机从2G演变到3G,其对存储器的需求也在不断提升中,存储器子系统在整个手机系统中变得越来越重要,其成本已逐渐超过基带处理器的成本,而存储容量依然在继续攀升中,如图1所示。


图1,在2G、2.5G、2.75G到3G手机的不断发展过程中,手机存储器的容量和出货量都在不断攀升。(资料来源:Micron Market Research)

  与存储容量的攀升相适应,手机存储器的架构也发生了巨大的变化。在中低端手机中,多数采用NOR闪存和SRAM分离器件的架构,在此种存储子系统中,NOR闪存主要用来存储代码,SRAM用作数据缓存。对于3G手机,由于3G网络带宽的增加,使手机整合了更多的功能,如MP3、拍照、图像传输与处理等,3G手机对存储器子系统有了更高的要求,如高密度、低成本、小体积等,NAND、PSRAM(伪静态RAM)、LP-SDRAM(低功耗SDRAM)等新型存储器越来越多地被应用于手机中。同时,为了追求低成本、低功耗和小体积,集成了多种不同类型存储器的多芯片封装(MCP:Multi-chip Packaging)器件也将逐渐流行。手机存储器类型见图2。


图2,为了满足3G手机存储子系统大容量、低功耗、小体积等要求,各种新型存储器被越来越多地用于手机中。

  闪存:半导体市场的新宠
  消费电子市场的火爆使闪存取代了DRAM,成为半导体产业的新宠,3G手机等新兴应用更是闪存市场快速发展的助推剂。在NOR和NAND两种闪存技术快速发展的背后,各个厂商之间展开了激烈的竞争。英特尔(Intel)、AMD和意法半导体(STMicroelectronics)曾是最大的NOR器件供应商。然而随着AMD与富士通(Fujitsu)的合资公司Spansion的成立,其很快挤掉了英特尔在闪存市场的霸主地位,一跃成为NOR闪存市场的老大,而在整个闪存市场排名也位居第二。NOR供应商排名见表1。


表1,NOR供应商市场排名(资料来源:iSuppli,2004年5月)

  对于NOR的市场需求情况,Web-Feet研究公司预测,对NOR的比特需求每年将增加约10%,而在可预见的将来,对NAND的需求每年将增长约300%。因而可以想见,NAND将是存储器厂商更加期待的一个市场。从图3可见,老牌厂商三星和东芝依然占据着大部分的市场份额,但巨大的市场空间吸引了更多的重量级企业杀入了这个领域。瑞萨(Renesas)、英飞凌(Infineon)、意法半导体、韩国Hynix半导体以及美光(Micron)也都在生产NAND型器件,向三星和东芝-SanDisk联盟发起了挑战。业内人士认为,这些厂商的进入将引发一场“血腥”的市场份额争夺战,NAND市场正陷于老牌厂商和新竞争者的拉锯战中。


图3,从图中可以看出,虽然有更多的厂商加入NAND闪存市场的竞争,但三星和东芝依然占有该市场绝大部分的份额。(资料来源:SiliconStrategies)
  美光科技移动存储器部门副总裁Jan du Preez认为,NAND市场与DRAM市场十分相象,他解释说:“这有几个原因:第一,两者对于工艺都有很高的要求;第二,成本对两者都是至关重要的。NAND和DRAM的成本主要有两个方面,一是研发成本,二是设备成本。如果制造NAND的成本基数为‘1’,制造DRAM的成本基数也是‘1’,那么同时制造两种器件的成本大约是‘1.3’。这也是为什么主要的DRAM制造商都要进入NAND市场的原因。Micron选择采用90nm工艺制造的容量为2G的器件作为NAND市场的切入点。在2005年第三季度我们将会把工艺升级到70nm,这样我们就可以与三星、东芝竞争了。
  NOR和NAND:孰优孰劣?
  作为两种不同结构的闪存,有关NAND和NOR孰优孰劣、谁将压倒谁的争论从来没有停止过。在手机存储子系统中,NOR因其高可靠性和类似SRAM的宽系统接口而主要用于存储程序代码;而NAND则因其高密度和低成本而被更多地用来存储数据。
  20世纪80年代中期,东芝公司发明了NAND闪存,当时该公司是将其作为硬盘驱动器的半导体等价物,因而NAND提供了高速稳定的写速度,并具有小尺寸、类似簇的擦除块,它简化了所需的媒体管理算法。NAND 单元连接成很长的串行链,并把数据输出到一条具有一个引脚或数个引脚的系统数据总线,这带来了很高的硅效率(低成本),但它的缺点是随机读速度很慢。
  相反,NOR闪存是由EPROM衍生出来的。在擦除操作期间,NOR 采用电场,而不是紫外光来把单元的浮动门中存储的电子移走。因而它的安全性很好。NOR 器件像EPROM 一样,被用来存储可靠性很高的代码,而不是数据。


  3G带来的人们对移动多媒体功能的需求,让半导体存储器市场获得了持续的活力,在市场头绪没有理清之前,所有的参与者似乎都有机会。

  2005年,中国3G网络将商用,这无疑给全球手机制造商提供了一个新的机会,3G手机等新兴应用更是为存储器厂商留下了巨大的想象空间。伴随着手机从2G演变到3G,其对存储器的需求也在不断提升中,存储器子系统在整个手机系统中变得越来越重要,其成本已逐渐超过基带处理器的成本,而存储容量依然在继续攀升中,如图1所示。


图1,在2G、2.5G、2.75G到3G手机的不断发展过程中,手机存储器的容量和出货量都在不断攀升。(资料来源:Micron Market Research)

  与存储容量的攀升相适应,手机存储器的架构也发生了巨大的变化。在中低端手机中,多数采用NOR闪存和SRAM分离器件的架构,在此种存储子系统中,NOR闪存主要用来存储代码,SRAM用作数据缓存。对于3G手机,由于3G网络带宽的增加,使手机整合了更多的功能,如MP3、拍照、图像传输与处理等,3G手机对存储器子系统有了更高的要求,如高密度、低成本、小体积等,NAND、PSRAM(伪静态RAM)、LP-SDRAM(低功耗SDRAM)等新型存储器越来越多地被应用于手机中。同时,为了追求低成本、低功耗和小体积,集成了多种不同类型存储器的多芯片封装(MCP:Multi-chip Packaging)器件也将逐渐流行。手机存储器类型见图2。


图2,为了满足3G手机存储子系统大容量、低功耗、小体积等要求,各种新型存储器被越来越多地用于手机中。

  闪存:半导体市场的新宠
  消费电子市场的火爆使闪存取代了DRAM,成为半导体产业的新宠,3G手机等新兴应用更是闪存市场快速发展的助推剂。在NOR和NAND两种闪存技术快速发展的背后,各个厂商之间展开了激烈的竞争。英特尔(Intel)、AMD和意法半导体(STMicroelectronics)曾是最大的NOR器件供应商。然而随着AMD与富士通(Fujitsu)的合资公司Spansion的成立,其很快挤掉了英特尔在闪存市场的霸主地位,一跃成为NOR闪存市场的老大,而在整个闪存市场排名也位居第二。NOR供应商排名见表1。


表1,NOR供应商市场排名(资料来源:iSuppli,2004年5月)

  对于NOR的市场需求情况,Web-Feet研究公司预测,对NOR的比特需求每年将增加约10%,而在可预见的将来,对NAND的需求每年将增长约300%。因而可以想见,NAND将是存储器厂商更加期待的一个市场。从图3可见,老牌厂商三星和东芝依然占据着大部分的市场份额,但巨大的市场空间吸引了更多的重量级企业杀入了这个领域。瑞萨(Renesas)、英飞凌(Infineon)、意法半导体、韩国Hynix半导体以及美光(Micron)也都在生产NAND型器件,向三星和东芝-SanDisk联盟发起了挑战。业内人士认为,这些厂商的进入将引发一场“血腥”的市场份额争夺战,NAND市场正陷于老牌厂商和新竞争者的拉锯战中。


图3,从图中可以看出,虽然有更多的厂商加入NAND闪存市场的竞争,但三星和东芝依然占有该市场绝大部分的份额。(资料来源:SiliconStrategies)
  美光科技移动存储器部门副总裁Jan du Preez认为,NAND市场与DRAM市场十分相象,他解释说:“这有几个原因:第一,两者对于工艺都有很高的要求;第二,成本对两者都是至关重要的。NAND和DRAM的成本主要有两个方面,一是研发成本,二是设备成本。如果制造NAND的成本基数为‘1’,制造DRAM的成本基数也是‘1’,那么同时制造两种器件的成本大约是‘1.3’。这也是为什么主要的DRAM制造商都要进入NAND市场的原因。Micron选择采用90nm工艺制造的容量为2G的器件作为NAND市场的切入点。在2005年第三季度我们将会把工艺升级到70nm,这样我们就可以与三星、东芝竞争了。
  NOR和NAND:孰优孰劣?
  作为两种不同结构的闪存,有关NAND和NOR孰优孰劣、谁将压倒谁的争论从来没有停止过。在手机存储子系统中,NOR因其高可靠性和类似SRAM的宽系统接口而主要用于存储程序代码;而NAND则因其高密度和低成本而被更多地用来存储数据。
  20世纪80年代中期,东芝公司发明了NAND闪存,当时该公司是将其作为硬盘驱动器的半导体等价物,因而NAND提供了高速稳定的写速度,并具有小尺寸、类似簇的擦除块,它简化了所需的媒体管理算法。NAND 单元连接成很长的串行链,并把数据输出到一条具有一个引脚或数个引脚的系统数据总线,这带来了很高的硅效率(低成本),但它的缺点是随机读速度很慢。
  相反,NOR闪存是由EPROM衍生出来的。在擦除操作期间,NOR 采用电场,而不是紫外光来把单元的浮动门中存储的电子移走。因而它的安全性很好。NOR 器件像EPROM 一样,被用来存储可靠性很高的代码,而不是数据。

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