嵌入式記憶體技術在觸控IC方案的應用設計
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常憶科技以開發P型電晶體非揮發性記憶體技術為主，其pFusion嵌入式快閃記憶體智財電路(IP)，分別以能跟一般主控晶片邏輯製程相容、中小儲存容量的e2Logic IP，以及單元面積小、大儲存容量的e2Flash IP技術兩大類，可以廣泛應用在物聯網(IoT)、機聯網(M2M)、嵌入式SoC設計、微控制器、智能卡以及觸控IC的設計應用。也因此獲得美商矽成(ISSI)的青睞，於今(2012)年7月併購並成為集團下非揮發性事業部。
常憶科技於今(2012)年7月為美商矽成(Integrated Silicon Solution, Inc.；ISSI)併購，並成為集團下非揮發性記憶體事業部。現任美商矽成半導體pFusion事業處副總經理張有志，介紹創始於1995年的常憶科技，是P型電晶體非揮發性記憶體的開發先驅，旗下有pFlash和pFusion兩個事業單位組成。
pFlash開發和生產標準型NOR記憶體，pFusion負責將嵌入式非揮發記憶體智財(IP)授權給晶圓代工廠及IC設計公司，用於生產微控制器(MCU)、單晶片系統(SoC)、智慧卡，並提供客製化設計及技術諮詢服務。
他指出，常憶在pFusion內嵌快閃記憶體的儲存單元設計上，採用專利的雙電晶體PMOS和band-to-band-tunnel(BTBT)的資料寫入機制，可確保最佳的擦寫與讀取性能、智財面積的最小化、以及最短的測試時間，目前已廣泛應用於消費性電子產品、電腦及其周邊、無線通訊、網路裝置以及工業控制等。
接下來他介紹pFusion的關鍵功能，e2Flash高密度內嵌快閃記憶體在觸控處理器的應用，Flash KGD(Known Good Die)在觸控晶片與驅動IC單晶片SoC的搭配，以及e2Logic在觸控晶片與驅動IC單晶片SoC的使用。
採2T-PMOS製程的e2Flash與e2Logic技術
張有志指出，目前晶圓廠代工Flash製程，大多是傳統N型電晶體(NMOS)製程技術，據此再細分為標準邏輯？高電壓製程(Standard Logic/HV)以及雙層多晶矽製程(Double Poly)，常憶的pFusion則以2T-P型電晶體(PMOS)製程技術為根基，再以此區分出採標準邏輯製程的e2Logic以及採雙層多晶矽製程的e2Flash。無論是e2Logic或e2Flash，皆能客製化達到低讀寫功耗或快速讀寫的客戶需求。
e2Logic與主控邏輯製程相容，無須附加多餘光罩製程，針對低密度4KB以下，提供長達10年儲存時間與10萬次抹寫耐受度，並可在IP上設計成以一次性寫入(OTP)做程式碼儲存，及多次性寫入EEPROM做數據儲存的配置，以達到面積最佳化。
e2Flash則具備超小儲存單元、8KB以上較大的儲存空間應用，可達到10年儲存時間與10萬次抹寫耐用度，並在設計上可做為Flash或EEPROM不同頁面大小的儲存需求的彈性配置之用。
e2Flash的技術優勢與效益
張有志進一步介紹e2Flash內嵌快閃記憶體技術細節。e2Flash單元由PMOS的控制閘、浮閘(Floating Gate)組成，寫入電流量每單元低於0.1微安培(<0.1μA/cell)，單一字組的程式化時間低於20μs，區塊抹除時間低於2ms，能提供長達10年保存期限與至少10萬次抹寫週期。
同時相較於傳統單晶體(1T) Flash在連續程式化時，其鄰近的單元會受到連帶干擾，而e2Flash的程式化？抹寫採取雙晶體(2T)設計，其儲存單元不會受連續抹寫的干擾而失效。
張有志指出e2Flash的單元結構，無論從早期的0.35μm(微米)到近期的65nm(奈米)製程，都是維持不變，因此e2Flash可隨著製程的轉移快速導入量產並縮減晶粒面積？成本。0.18um製程的2P/3M，單元面積僅0.57平方微米；0.13um製程下的單元面積降至0.3平方微米，預計2014年切入65nm製程下的單元面積將微縮到僅0.1平方微米。
張有志總結e2Flash的優勢，在於跟主控邏輯製程相容，以相同0.18微米製程下，電路面積比業界縮減15%~40%，並具備業界最佳耐用度，低於4ppm的高供貨品質與信賴度，目前0.18μm的e2Flash已經在幾家晶圓代工廠量產，而0.13μm e2Flash也正進行少量試產。
張有志提到，在觸控面板的組成元件中，有兩個關鍵集成電路IC，一個是位於觸控面板內部的ITO薄膜、ITO玻璃與觸控面板之間的觸控IC，另一個則是在TFT LCD面板之上的驅動IC(LCD Driver IC)，現有最通常的做法是用高壓的LCD driver製程生產driver IC，及使用e2 Flash或其他嵌入式快閃記憶體(embedded flash)製程生產觸控IC。
未來有些IC設計公司可能朝結合driver IC與觸控IC成單一晶片SoC，將觸控IC與LCD驅動IC要整合成單一SoC晶片時，一種方式是採高電壓製程(HV Process)生產驅動IC及觸控IC並外接KGD(Known Good Die) Flash，如此可避免在高壓的LCD驅動IC製程上，再加上多層光罩製造Flash的IP電路。
另一種將觸控IC與LCD驅動IC要整合成單一SoC晶片時，如果無須使用到大量的快閃記憶體儲存，張有志建議使用可搭配既有高電壓邏輯製程(HV Logic Process)的e2Logic嵌入式快閃記憶體IP。
他指出，以e2Logic的IP設計LCD驅動與觸控二合一SoC的優勢，在於可搭配成熟的高電壓製程，無須外接的KGD Flash記憶體，也無須多加額外的快閃記憶體光罩，而唯一缺點是，如果客戶需要大容量的Flash儲存容量，e2Logic IP的面積可能比較大。
綜括前述多種觸控IC的常用方案，包含：1. 獨立式觸控IC，需使用較大的Flash儲存容量，使用e2Flash雙層多晶矽的製程；2. 使用標準HV LCD driver製程，生產結合driver IC及觸控IC的SoC，並在封裝時外加pFlash KGD；3. 使用標準HV LCD driver製程，並加入e2Logic IP，生產出結合driver +觸控+Flash IP的SoC。無論哪一種設計，ISSI/pFusion皆可依客戶的需求，提供適當的解決方案。
