nor flash的案例
EEPROM和flash這樣講，早就懂了！
因為nor flash可以進行字節尋址，所以程序可以在nor flash中運行。嵌入式系統多用一個小容量的nor flash存儲引導代碼，用一個大容量的nand flash存放文件系統和內核。
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報告 | 源于美國，興于日韓，未來看中國！揭秘存儲行業60年興衰
▲2015-2020 年 SSD 出貨量（億）
▲2013-2017 SSD 平均價格
NOR FLASH 歷經十年低迷，新應用催生新增長 歷經十年低迷，新應用催生新增長。盡管 NOR FLASH 寫入和擦除效率較低，但讀取速度較快。功能手機主要需求在于內存數據讀取，而對寫入和擦除要求不高，因此在功能手機時代，NOR FLASH 風靡一時。2005-2016年智能手機快速崛起，NAND FLASH 的高密度存儲優勢逐漸顯現，大規模替代NOR FLASH。2016 年 NOR FLASH 市場規模跌入谷底。
近年來， 近年來，NOR FLASH 市場規模逐漸擴大。當電子設備啟動時，需要從存儲芯片內讀取系統信息并運行，該存儲芯片需要滿足可執行運行程序且掉電后存儲的數據不丟失。RAM 掉電后數據會丟失，而 NAND FLASH 無法執行程序，因此 NOR FLASH 應用極其廣泛。以 TWS 耳機為代表的可穿戴設備、手機屏幕顯示的 AMOLED 和 TDDI 技術，以及功能越來越強大的車載電子領域，成為NOR FLASH 市場空間獲得重新增長的主要動力，2016 年開始，NOR FLASH市場規模逐步擴大。
新興廠商進入，主攻 NOR FLASH 。不同于 NAND FLASH，NOR FLASH 市場出現了很多相對較小的廠商。2018 年，旺宏、賽普拉斯、華邦、鎂光、兆易創新分占 NOR FLASH 市場閨規模的 21%、21%、21%、18%、11%。2021 年第一季度旺宏的市場份額上升至 26%，華邦上升至 25%、兆易創新上升至 18%，而鎂光退出前四大 NOR FLASH 公司。
展開 你真的懂3D NAND閃存？
NOR Flash及NAND Flash
在開始之前，我們先來科普一下ㄧ些 Flash Memory 的基本知識。在半導體存儲器領域，NAND 是 NAND Flash Memory 的簡稱，Flash Memory 在國內翻譯為快閃存儲器，簡稱閃存，是ㄧ種非易失性存儲器 (Non-Volatile Memory，NVM)，也就是說當電源關掉，它所存儲的數據不會消失。與之對應，大家常聽到的 DRAM、SRAM 則是易失性存儲器 (Volatile Memory， VM)，電源關掉，所存儲的數據會消失。
閃存依存儲單元 (Memory Cell) 結構的不同區分為 NOR Flash及 NAND Flash 二種，對于這二種閃存的差異，技術細節我們不在此細說，讀者只需知道：(請參考下表)
NOR Flash: 有較快的讀取速度，但寫入及擦除則較慢，其容量也遠小于 NAND Flash，但 NOR Flash 可存取至任何選定的字節。ㄧ般 IC 內之嵌入式閃存 (Embedded Flash) 均為 NOR Flash，主要用于存儲行動裝置及計算機內之啟動、應用程序、操作系統和就地執行 (eXecute-in-Place，XIP) 的代碼。NOR Flash 存儲單元大小比 NAND Flash大很多，也由于存儲單元的結構，NOR Flash 在本質上比 NAND Flash可靠。
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NAND Flash：讀取速度稍慢，但寫入及擦除則相對較 NOR Flash 快很多，IC 容量可達 128GB 以上，但它無法存取至特定的字節，而是以小塊 (Page) 方式處理數據。
展開 中國芯片現狀全方位解析：光刻機差距大，但封測領域走在世界前列
來源：ASPENCORE
存儲芯片
存儲芯片也是國內薄弱的環節之一，除了在市場占有率5%左右的Flash閃存芯片中擁有少數企業布局之外，其他常見的存儲芯片基本都由三星、東芝、美光等老牌存儲芯片企業壟斷。
存儲芯片也分為不同的種類，詳細分類見下圖：
來源：億歐整理
Nor Flash存儲芯片
NOR Flash最早是由Intel公司于1988年開發出的，是現在市場上兩種主要的非易失性存儲器之一。
兆易創新在這一領域已經進入世界前列，市場占有率世界第三。這家公 司業務布局覆蓋“存儲、控制、傳感”領域，主營產品為Nor Flash、 SLC Nand Flash、MCU和生物識別芯片。
武漢新芯提供從90nm 到45nm 的高性能NOR Flash 技術服務， 是全球技術領先的NOR Flash 制造商。武漢新芯是全球首家量產45nm NOR Flash 的制造商，單顆容量達到8Gb。
截至2018年底，武漢新芯NOR Flash 晶圓累計出貨量達78 萬片，覆蓋從消費類到物聯網、可穿戴設備乃至汽車、工控等NOR Flash 市場。
SMIC也有相關業務。
nand flash
1989年，東芝公司發表了NAND flash結構。
展開 
中國芯片現狀全方位解析：光刻機差距大，但封測領域走在世界前列
來源：ASPENCORE
存儲芯片
存儲芯片也是國內薄弱的環節之一，除了在市場占有率5%左右的Flash閃存芯片中擁有少數企業布局之外，其他常見的存儲芯片基本都由三星、東芝、美光等老牌存儲芯片企業壟斷。
存儲芯片也分為不同的種類，詳細分類見下圖：
來源：億歐整理
Nor Flash存儲芯片
NOR Flash最早是由Intel公司于1988年開發出的，是現在市場上兩種主要的非易失性存儲器之一。
兆易創新在這一領域已經進入世界前列，市場占有率世界第三。這家公 司業務布局覆蓋“存儲、控制、傳感”領域，主營產品為Nor Flash、 SLC Nand Flash、MCU和生物識別芯片。
武漢新芯提供從90nm 到45nm 的高性能NOR Flash 技術服務， 是全球技術領先的NOR Flash 制造商。武漢新芯是全球首家量產45nm NOR Flash 的制造商，單顆容量達到8Gb。
截至2018年底，武漢新芯NOR Flash 晶圓累計出貨量達78 萬片，覆蓋從消費類到物聯網、可穿戴設備乃至汽車、工控等NOR Flash 市場。
SMIC也有相關業務。
nand flash
1989年，東芝公司發表了NAND flash結構。
長江存儲是國內Nand Flash領域的領頭羊，其專注于3D Nand閃存設計 制造一體化的IDM芯片企業。
紫光集團于2017年在南京投資興建了用于生產3D Nand Flash和DRAM 存儲芯片的工廠，這一工廠建成后，月產能也將達到十萬片量級。
展開 基于S3C2440A處理器的Windows CE系統快速啟動方案
下載模式則是BootLoader從開發工作站下載操作系統映像文件到目標設備的RAM，然后再將它寫到目標設備的FLASH等存儲介質中。該過程要通過串口線或網絡連接等通信手段從主機(Host)下載文件。因此，不同的加載模式會直接影響內核啟動加載時間。
2 影響Windows CE啟動速度的主要因素
影響系統啟動時間的因素可以從系統本身和硬件2個方面考慮。
2.1 系統加載
系統在啟動時涉及到BootLoader、內核加載、初始化進程、硬件的驅動程序和接口程序以及應用程序組等。因此Windows CE啟動速度要與引導程序初始化時間、內核加載時間、硬件驅動的加載時間、應用程序的加載時間等有著直接的關系。
2.2 硬件
顯然，CPU的頻率及效率、內存的大小及類型等直接影響著系統的啟動速度。例如ARM7和ARM9對運行系統的速度是明顯不一樣的，另外，內存方面選擇NoR FLASH還是NAND FLASH其也會對啟動速度有一定的影響。
3 Windows CE快速啟動的方案
快速啟動Windows CE的方案大致有下面幾種。由于實驗條件的限制，本文主要討論內核體積、使用Multi-bin技術、串口打印輸出、不同注冊表形式對啟動速度的影響。
3.1 使用合理的閃存和選擇適當的Windows CE內核的運行方式
當前應用于嵌入式系統的FLASH從制作工藝角度講主要分為2種：NOR FLASH與NANDFLASH。NOR的特點是芯片內執行(Execute In Place，XIP)，這樣應用程序可以直接在NOR FLASH中直接運行，而無需再把代碼讀到系統的RAM中，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。
展開 中國芯片現狀全方位解析
存儲芯片也分為不同的種類，詳細分類見下圖：
來源：億歐整理
NOR Flash存儲芯片
NOR Flash最早是由Intel公司于1988年開發出的，是現在市場上兩種主要的非易失性存儲器之一。
兆易創新
在這一領域已經進入世界前列，市場占有率世界第三。這家公 司業務布局覆蓋“存儲、控制、傳感”領域，主營產品為Nor Flash、 SLC Nand Flash、MCU和生物識別芯片。
武漢新芯
提供從90nm 到45nm 的高性能NOR Flash 技術服務， 是全球技術領先的NOR Flash 制造商。武漢新芯是全球首家量產45nm NOR Flash 的制造商，單顆容量達到8Gb。
截至2018年底，武漢新芯NOR Flash 晶圓累計出貨量達78 萬片，覆蓋從消費類到物聯網、可穿戴設備乃至汽車、工控等NOR Flash 市場。
展開 高階自動駕駛系統的通信存儲技術
當有多個從設備時，還可以增加一條從設備選擇線，用CS控制芯片是否被選中，這樣就可以實現在同一總線上多個SPI設備互相連接，比如一塊芯片上可以掛接多個Flash設備。這里我們通常用SPI作為Nor Flash的通信連接方式，解決了不同容量的Nor flash在數據線和地址線的數量不同時，其在硬件上兼容性問題，并且不同容量的SPI Nor flash管腳也兼容封裝也更小，占用了合適的PCB板位置。SPI Nor Flash每次傳輸一
bit
位的數據，接口簡單點，速度慢，但性價比高。對于中央域控制器來說，Norflash 主要用于存儲用戶數據及基礎程序，通常情況這對整個存儲過程的實時性要求并不高，一般可采用串行數據的方式提前寫入Nor Flash即可。
提供SPI串行時鐘的SPI設備為SPI主機或主設備(Master)，其他設備為SPI從機或從設備(Slave)。
3、UART
UART是一種通用異步收發器總線，為兩線、全雙工、異步串口，特點是速度慢。比SPI、I2C這兩種同步串口的結構要復雜很多，一般由波特率產生器（產生的波特率等于傳輸波特率的16倍）、UART接收器、UART發送器組成，硬件上有兩根線，一根用于發送，一根用于接收。
展開 美光調整存儲器戰略對中國臺灣影響幾何？
美光（Micron）昨（30）日宣布，將斥資30億美元（約新臺幣921億元），在美國維吉尼亞州馬納薩斯的工廠，同步擴充DRAM和儲存型快閃存儲器（NAND Flash）。業界關注，美光此舉對市場供需與價格的影響，牽動南亞科等臺廠營運。
美光是全球前三大DRAM廠，也是前四大NAND芯片業者。市場憂心，美光此舉將刺激三星、SK海力士也加速DRAM增產行動，打破三大陣營好不容易建立的DRAM供需平衡環境，不利DRAM價格走勢。美光此舉也等于宣示持續淡化NOR芯片布局、專注DRAM與NAND芯片布局的決心。
這是美光在中國臺灣擴充及興建DRAM產能和后段封測廠后，再次啟動DRAM擴充計劃，美國新擴建的無塵室預定明年第3季完成，2020年上半年量產。
這也證明全球六大NAND芯片廠間的軍備競賽仍未停止，雖然美光新增產能要到2020年上半年才會量產，但在市場預期心理壓力，加上大陸紫光加快量產腳步，明年NAND Flash跌勢恐加大。
美光總裁兼執行長Sanjay Mehrotra表示，隨著工業自動化，無人機，物聯網和汽車對存儲器應用擴大，為美光注入強大的獲利能，不斷增長的自由現金流入，讓美光具備再增加存儲器產能的能力。
美光目前是維吉尼亞州最大投資者，美光決定再斥資30億美元擴廠，也是響應美國川普總統鼓勵企業回美國投資的重要布局。美光預計在未來十年，為當地提供1,100個工作機會。
美光淡出NOR 有利旺宏、華邦
美光專注DRAM與NAND芯片投資，淡出編碼型快閃存儲器（NOR Flash）領域，中國臺灣NOR芯片廠旺宏、華邦趁勢崛起，市占率節節攀升，成為大廠在DRAM與NAND競逐、淡化NOR芯片投資的受惠者。
展開 下一代存儲器競賽正式開打，你看好誰？
嵌入式存儲器（如NOR flash）用于代碼存儲。
基于40nm及以上的嵌入式NOR flash的MCU正在出貨。現在，業界正在提升28nm MCU產量，16nm/14nm MCU正在研發中。
問題是，在28nm及更大范圍內擴展嵌入式flash（有時稱為eFlash）是很困難的。聯華電子產品營銷總監David Hideo Uriu表示：“許多人認為28nm/22nm將是eFlash的終結，不是因為微縮的限制，而是因為經濟障礙。你能將嵌入式flash微縮到28nm以及更先進嗎？答案是肯定的，因為我們將在22nm節點支持它。但是宏觀設計本質上和我們的28nm是一樣的。”
David Hideo Uriu表示：“超越28nm/22nm之后，eFlash在前端工藝流程中需要超過15個掩模加法器。額外的掩模加法器制造了經濟障礙，挑戰了代工行業，無論是尋求替代非易失性存儲器，還是繼續投資額外的資源以推動現有eFlash技術邊界。”
因此，嵌入式MRAM正在被開發，以取代28nm及以上的嵌入式NOR flash。GlobalFoundries公司前沿CMOS副總裁Mike Mendicino說：“嵌入式MRAM功耗低，寫入快，嵌入式NOR flash要慢得多。”
例如，低功耗單片機可能需要快速喚醒和安全功能。Mendicino說：“MRAM可以取代傳統的嵌入式flash，也可以替代一些SRAM。”
對于高速緩存，SRAM占據了芯片的很大一部分。嵌入式MRAM還可以承擔一些基于SRAM的緩存功能，從而節省空間和成本。Mendicino說：“MRAM本身可以在這些器件上節省電能。但如果你把一個真正優秀的MRAM放到一個平庸的平臺上，那就毫無價值。”
展開 MCU的內存如何影響區域和域控架構
大多數通用 MCU使用的是Flash，其類型通常是浮柵或某種CT(charge-trap) NOR Flash。這些NVM中的大多數的讀寫速度都非常慢，甚至支持的最大頻率低于20 MHz。
對于 400MHz的CPU搭配25MHz的NVM，內存需要大約 15 個等待狀態。因此，即使 CPU 以 400 MHz 運行，在 CPU 執行指令之前，需要 15 個周期才能從內存中獲取指令。MCU 使用緩存來最小化這些等待狀態，但是緩存也是通過一套算法來預測下一條執行的指令，當預測失效時，還是需要臨時從內存中獲取，這種等待還是在所難免。
雖然隨著技術的創新，NOR Flash的讀寫速度有明顯提高，在技術工藝上，當前普遍是40nm，也有一些28nm，但是由于在非常復雜的high-k金屬柵極前端技術中集成這些存儲單元的困難，成本顯著增加。
大部分區域控制器選擇的MCU都是28nm制程的，這樣可以最大限度的提高集成度，并且允許支持超大型應用程序所需的大容量NVM，最大可能需要20MB，但是由于OTA需要AB分區策略，這樣就需要MCU的NVM最大可達40MB。
對于這種情況，一些區域 MCU要么沒有NVM，采用外掛形式，要么作為雙芯片系統級封裝 (SIP) 出售。這些 MCU 通常具有較大的 RAM ，可以將代碼放入RAM中執行，盡管此解決方案提供的計算性能比嵌入式閃存稍好，但基于區域和域的應用程序存在一些缺點。
首先MCU 在啟動時需要加載 RAM 內容所需的啟動時間較長。
展開 
下一代存儲器強勢崛起
它結合了SRAM的速度和Flash的非波動性，具有無限的持久性。
圖片4：STT-MRAM存儲單元（來源：MRAM-Info）
在傳統存儲器中，數據以電荷的形式存儲。相比之下，MRAM使用一個磁隧道結(MTJ)存儲單元作為存儲單元。
MTJ由一個存儲器堆棧組成，它可以為給定的應用程序重新配置。但在調優MTJ堆棧時，在持久度、數據保留和寫入脈沖寬度方面存在一些權衡。在MTJ堆棧的設計中，存在固有的權衡。例如，你可以通過放棄數據保留來優化棧的耐久性，反之亦然。
這允許人們以不同的方式處理不同的應用。例如，如果你正在執行嵌入式MRAM，并且正在嘗試構建一個用于代碼存儲的嵌入式NVM，那么提高數據保留和放棄持久性的能力則非常適合這個應用。
迄今為止，Everspin是唯一一家基于STT-MRAM的獨立部件的公司。Everspin已經推出一款基于40nm制程的256兆比特器件，目前正在研制一款28nm制程的1gb器件。Avalanche、Crocus、三星、東芝、SK Hynix、Spin Transfer等公司仍在研發STT-MRAM，但尚未投產。
嵌入式MRAM的發展勢頭正在增強。GlobalFoundries、三星(Samsung)、臺積電(TSMC)和聯華電子(UMC)正在為代工客戶開發28nm/22nm的嵌入式MRAM。
在嵌入式市場中，行業使用微控制器(MCUs)。MCUs在同一芯片上集成了多個組件，如CPU、SRAM、嵌入式存儲器和外設。嵌入式存儲器(如NOR Flash)用于代碼存儲。
基于40nm及以上的嵌入式或Nor Flash的MCU處于出貨階段。目前，該行業正在研發28nm制程的MCU，16nm/14nm制程芯片。
展開 MCU的內存如何影響區域和域控架構
大多數通用 MCU使用的是Flash，其類型通常是浮柵或某種CT(charge-trap) NOR Flash。這些NVM中的大多數的讀寫速度都非常慢，甚至支持的最大頻率低于20 MHz。
對于 400MHz的CPU搭配25MHz的NVM，內存需要大約 15 個等待狀態。因此，即使 CPU 以 400 MHz 運行，在 CPU 執行指令之前，需要 15 個周期才能從內存中獲取指令。MCU 使用緩存來最小化這些等待狀態，但是緩存也是通過一套算法來預測下一條執行的指令，當預測失效時，還是需要臨時從內存中獲取，這種等待還是在所難免。
雖然隨著技術的創新，NOR Flash的讀寫速度有明顯提高，在技術工藝上，當前普遍是40nm，也有一些28nm，但是由于在非常復雜的high-k金屬柵極前端技術中集成這些存儲單元的困難，成本顯著增加。
大部分區域控制器選擇的MCU都是28nm制程的，這樣可以最大限度的提高集成度，并且允許支持超大型應用程序所需的大容量NVM，最大可能需要20MB，但是由于OTA需要AB分區策略，這樣就需要MCU的NVM最大可達40MB。
對于這種情況，一些區域 MCU要么沒有NVM，采用外掛形式，要么作為雙芯片系統級封裝 (SIP) 出售。這些 MCU 通常具有較大的 RAM ，可以將代碼放入RAM中執行，盡管此解決方案提供的計算性能比嵌入式閃存稍好，但基于區域和域的應用程序存在一些缺點。
首先MCU 在啟動時需要加載 RAM 內容所需的啟動時間較長。盡管信息娛樂系統在車輛啟動時需要一點時間來啟動是可以的，但延長啟動時間對于管理車門控制、轉向控制、照明和其他關鍵功能的域和區域來說是不可接受的，當前主機廠大部分要求是MCU必須在200ms左右完成啟動，這種加載到RAM執行是做不到的。另外RAM 的另一個缺點是它比 NVM的功耗更高。
展開 技術變革關鍵期，中國如何突圍存儲器產業？
利基型存儲器同樣大有作為
除DRAM和NAND Flash之外，存儲行業還包括SRAM、NOR Flash、EEPROM等利基型存儲器。這些產品應用于諸多細分市場，如日常消費電子產品、專業軍事產品和航空航天產品等，約占整體存儲器市場容量的10%。
兆易創新代理總經理何衛認為，發展利基型存儲器十分重要，是對先進存儲器產業的有效積累。相對主流存儲器來說，利基型存儲器的產品周期更長，市場更加細分，價格波動小。而且在此市場上避免了國際巨頭的正面沖突，資金投入少，投資風險低。對于存儲器的后發展地區和中小企業來說，發展利基型存儲器非常有利，可以發揮中小公司的優勢。而且，相對其他獨立半導體市場來說，利基型存儲器市場規模依舊可觀。
目前，中國企業在利基型存儲器領域已經有所進展。部分企業進入該領域，一些設計企業與Foundry廠之間形成了生態伙伴，比如兆易創新在NOR Flash上與SMIC、武漢新芯合作，復旦微電子在EEPROM上與華虹合作等。2017年，兆易創新入股中芯國際，占股近1%，成為中芯國際第五大股東，密切了產業鏈伙伴關系。
“利基型存儲同樣是一個快速增長，蘊含發展機會的市場。中國大陸地區已經建立了初步的產業生態，建立完善產業生態有助于存儲器市場快速發展。利基型存儲有廣闊空間，是可以大有作為的。” 何衛表示。
存算融合趨勢下提前布局新型存儲
隨著人工智能技術的發展和應用，產生了海量的半結構化、非結構化數據，受到I/O性能尤其是網絡傳輸、硬盤讀寫的限制，傳統的計算系統難以滿足海量數據處理的應用需求。因此，提出了存算融合的技術。
展開 從最新財報，看晶圓代工市場！
根據其財報顯示，55nm及65nm工藝技術節點銷售收入的增長，主要得益于 NOR flash 及邏輯產品的需求增加。90nm 及 95nm 工藝技術節點銷售收入的增長，則主要得益于 CIS、智能卡芯片及 MCU 產品的需求增加。
結語
從上述盤點的財報信息中看，臺積電依舊穩坐晶圓代工行業的第一的位置。聯電、中芯國際等晶圓代工廠商們雖然也在第一季度當中獲得了不錯的成績，但與臺積電相比，還存在著較大的差距。
放眼整個晶圓代工市場，產能緊缺的市場情況帶給了晶圓代工廠們盈利的機會，這也使得他們紛紛進入到了擴產建廠的新的競爭階段。
但對于芯片廠商來說，遠水解不了近喝。尤其是臺積電工廠遭遇缺水斷電的突發狀況，加之中美貿易多變的局勢，這些情況更為本就產能緊缺的晶圓代工行業增添了一絲不確定性。中芯國際也在其第一季度財報會議中表示，公司已經按照合規的程序，取得了一些積極進展。但中芯國際仍沒有消除所有的不確定因素。
就如同聯電王石此前所說的那樣，半導體產能供不應求不再是景氣循環周期性的問題，是結構上的問題，而這需要產業界各方集合智慧來看如何面對解決。
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