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華邦備高性能Serial NAND應戰

  • 台北訊
華邦所推出的High Performance Serial NAND採用SLC架構,相較於現今市面上的車用eMMC解決方案所使用的MLC NAND,可以提供更高的可靠度。

近年來車用記憶體需求量呈現爆炸式的增長,其原因在於先進駕駛輔助系統(ADAS)技術逐漸成熟,乘客對於車內資訊娛樂系統、車用面板的需求日益增加,以及傳統儀表板(Cluster)從4.5吋螢幕,慢慢轉變成12.3吋的智慧儀表板等等。

以車用面板為例,受惠於資訊娛樂、安全,以及車載系統的種種需求,車內顯示器的體積和尺寸皆有所提升。根據市調機構IHS預測,到了2021年底,車用面板相關零組件的全球出貨總量複合年增長率將達到6%,也就是1.760億部;且到了2021年,預計7.0吋上的汽車顯示器將達到3,350萬台,年復合增長率將近10%。

這些車載系統的轉變將會使得車輛整體資料量大增,其所需的記憶體容量、資料傳輸速度,以及可靠與安全性等功能也不得不隨之升級。根據市調機構IC insight的報告指出,2018年在消費者對於更為安全的駕駛系統需求,以及各國政府政策的要求帶動下,將會為汽車IC市場帶來22%的市場增長,市值高達280億美元。且於2018年,DRAM與記憶體價格的升高又將為汽車IC市場帶來爆發式成長,預計成本將提升22.4%。

車用電子元件信賴度優於一切考量

而若是提到車輛零組件,「可靠度」往往都是採用的第一考量,因為車用電子為汽車產業中的一環,為了人身安全須多方考量可能的情境;雖然車用記憶體並不具備「產生安全」的能力,但其功能也可能影響駕駛的安全與否。除了元件安全性外,數據保留(Data Retention)也將會是車廠採用的考量之一,過去車用記憶體的市場一直以SPI NOR快閃記憶體為主,因為其數據保留表現能力較佳,因而受到業界廣泛採用。

不過,從2017年開始,此一市場出現些許的轉折,端看現今的車用市場,ADAS與儀表板等汽車應用市場,對於車用記憶體需求與要求不斷向上攀升,尤其在儲存密度(Density)與快速啟動(Instant Boot)等功能方面有極大的需求。

舉例來說,汽車製造商會要求電子系統擁有一秒之內可載入作業系統、傳輸資料,且能立即操作的能力;若是能將其中一部份的作業,如資料傳遞的工作,加以優化,即可讓系統的啟動速度更加快速。

對此,華邦電子快閃記憶體產品企劃處副處長陳葦霖認為,小資料量的應用模式適合採用NOR Flash,但若是需要一瞬間將大量資料傳輸到DRAM操作的使用情境(例如汽車應用),且要能具備修正錯誤記憶體(ECC)的能力,採用符合車規等級的NAND Flash則是一個新的趨勢。

高效能、高可靠、低成本,華邦新Serial NAND搶進車用市場

由於未來車用市場將越來越蓬勃發展,車體中諸如儀表板、中控台等應用會需要大容量、大資料量且能即時傳輸的解決方案;對此,陳葦霖指出,過往多數汽車製造商所使用的是64Mb~512Mb的NOR Flash,而在儲存密度方面,現今的車輛需求已高達1~2Gbit,成本也會隨之提高不少。

面對此一市場趨勢,車廠雖然可採用嵌入多媒體存儲卡(eMMC)為其替代方案,但其仍較適合高階儀表板所使用;因此,為了滿足中低階車用市場的記憶體需求,華邦電子推出了一款High Performance Serial NAND。

華邦指出,Serial NAND的封裝成本較低,具備價格實惠的優勢;同時在性能方面表現又較過往的Parallel NAND來得更佳。其原因在於,當中搭載了該公司特有的連續讀取(Continuous Read)可讓資料讀取、傳輸速度較以往來得更加快速。

事實上,過去大多數的Serial NAND產品約有七成的使用族群為網通(ADSL、XDSL,以及G-PON)業者,30%為工業類(安防)應用。而在車用平台中,過去相關廠商較為注重NOR Flash技術;不過,此一市場已逐漸轉變。華邦表示,從2017年開始,有許多Tier 1的車用系統廠商已開始導入Serial NAND的技術評估。

「這是因為新款高效能Serial NAND的資料傳輸速度較目前市面上Parallel NAND與Serial NAND快上四倍。」華邦電子產品企劃一部經理黃信偉表示,在硬體規格方面,該公司的解決方案與目前市面上的NOR Flash產品封裝方式相同,因此可提供高度的相容性。

此一解決方案效能表現可達80MB/s,可讓儀錶板畫面快速啟動;且如此資料傳輸速度表現,遠高於市場上其他NAND Flash競爭對手。而若是想讓儲存密度容量加大,或是提升資料傳輸速度,則可透過並聯(Dual-Quad)的方式將效能進一步提升至160 MB/s。且因為此一解決方案可提供Dual Quad與Single模式的選擇,對於客戶而言產品彈性較其他競爭對手來得更高。

過往,業界的SPI產品在大多僅能提供一個I/O時,華邦已可供應四個I/O的解決方案。如今,華邦秉持持續創新的精神,在傳輸速度提昇上,藉由架構設計的創新來達到客戶在應用上的需求。

根據陳葦霖觀察,目前次世代ADAS與儀表板在資料匯流排(Data Bus)中,系統單晶片(SoC)於系統端最大吞吐量大約是200 MB/s,然而,將該公司的解決方案透過並聯的方式,已經可達到八成的吞吐量。

與此同時,華邦所推出的High Performance Serial NAND採用SLC架構,相較於現今市面上的車用eMMC解決方案所使用的MLC NAND,可以提供更高的可靠度,且成本較低;且與NOR Flash技術相比,此一解決方案則擁有更好的性價比。

除此之外,此一解決方案為符合AEC-Q100車用標準的NAND Flash,工作溫度範圍於-40~105°C之間。在數據保留能力(寫入抹除次數)方面,若以一千次為基準且於85°C的工作情境下,就算eMMC操作在pSLC模式中,eMMC僅能提供有限的資料保存能力,而此一高性能Serial NAND則是可以提供高達10年的保存能力。

「華邦希望利用高品質的車規級NAND Flash,以取代低儲存密度的NOR Flash。」陳葦霖認為,目前在車用面板、ADAS等應用中,基本上仍是以低儲存密度需求的NOR Flash為主流技術,從256 Mbit一路到1Gbit皆是採用NOR Flash。不過,該公司推出High Performance Serial NAND新款解決方案,不僅成本實惠,且具備高效能優勢,未來可望取代NOR Flash的部分市場;再加上該公司為自有晶圓廠,所有製程將可由內部控制,可提供客戶長期供貨的好處。

隨著車輛的連網化,資料儲存需求預估在2020年達到1TB;現今國際上已有許多記憶體大廠進軍汽車行業;而華邦電子High Performance Serial NAND所搭載的Continuous Read技術,以及較低的封裝成本,勢必能滿足汽車行業對於元件的高效能、高可靠、低成本等嚴苛要求。

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