MCU內嵌Flash內存成趨勢

　　因應MCU成長快速及程序數據儲存需要，MCU內嵌Flash內存設計成為主流趨勢，MCU大廠也紛紛以購并或結盟掌握內嵌Flash的相關IP與制程技術。本文將探討內嵌FlashIP制程技術，為下一代FlashMCU帶來的技術變革。

　　FlashMCU出貨比重過半掌握Flash成為MCU開發關鍵

　　因應MCU成長快速，所帶動的程序代碼與數據儲存需要，MCU內嵌內存類型也從早期Maskrom、EPROM、EEPROM到Flash內存。據市調機構預估，內嵌Flash內存的MCU在2010年出貨比重超過50%。也因此MCU大廠也急于掌握內嵌Flash內存相關IP與制程技術。像Microchip就購并閃存大廠SST。提供MCU內嵌Flash的常憶科技(Chingistek)，則提出pFLASH技術平臺，以2TPMOS半導體技術為統一性平臺，開發晶圓代工廠制程驗證過的高密度e2Flash以及e2Logic等IP，授權給MCU業者做內嵌NorFlash的解決方案。

　　內嵌Flash的技術關鍵兼容、成本、耐用度

　　良好的MCU內嵌Flash技術關鍵，在于提供MCU主控端兼容性，最小電路面積、低制造成本、高耐久性抹寫次數、高質量與信賴度及易于給晶圓廠代工以及依比例縮放特性。目前晶圓廠代工Flash制程大多是傳統NMOS半導體制程技術，并再結合標準(Standard)以及雙聚合物制程(DoublePoly)，前者提供彈性程序與數據儲存空間，后者則提供較大儲存空間、較快讀寫時間、較長讀寫壽命。

　　以常憶pFusion提供2-TPMOS半導體制程來說，分別就標準邏輯制程提出e2Logic以及雙聚合物制程的e2Flash技術，兩者較傳統NMOS半導體制程的Flash能降低抹除/寫入電流以及耗電量，執行效能可達到內嵌EEPROMMCU的水平!且避免寫入數據時引起造成鄰近記錄單位干擾。

　　e2Flash技術與競爭優勢

　　進一步檢視e2Flash內嵌技術，它提供單一記錄細胞元低于0.1微安培寫入電流(<0.1μA/cell)，單一字組程序化時間低于20μs，區塊抹除時間低于2ms，并提供20年保存期限與至少20萬次抹寫周期，工作溫度以0.18微米制程為-40~105℃，0.13微米制程下則可從-40~125℃。

　　以0.18、0.13微米與90奈米制程列舉1Mb(128KB)e2Flash電路面積僅1.176、0.98、0.84mm2，2Mb(256KB)則僅占1.91、1.41、1.34mm2，跟目前1.5TnMOSFlash或2TEEPROM等技術相比，e2Flash除了程序化電流比2TEEPROM較大之外，在整體讀寫速度、耐久度與晶粒面積上，e2Flash也有競爭優勢。

　　常憶科技嵌入式非揮發憶體事業部總經理張有志表示，在維持4ppm不良率情況下，目前e2Flash在2010年出貨=700K,預估2010年可達1M。目前0.13微米制程預估2011年Q1送樣，同時在2012年進一步提升到65奈米制程。

　　e2Logic提供彈性化配置與高耐受度

　　在不使用模擬訊號轉換的標準邏輯閘制程(StandardLogic)下，e2Logic的FlashIP技術，提供程序代碼與數據儲存區彈性化配置的優勢，以及在-40~105℃工作溫度下，數據保存時間確保10年，以及2萬次抹寫周期的耐受度。

　　目前常憶提供的0.18微米制程e2LogicFlashIP，工作電壓1.8/3.3V下讀取時間40奈秒，位寫入時間為30或500毫秒(程序或數據)，抹除時間200毫秒，每MHz下讀取電流為200μA，程序化與抹除電流均為2mA，10萬次抹寫與10年。以64KB程序+512KB數據配置面積1.52mm2，32KB程序+256KB數據配置電路面積更可縮至0.85mm2。

　　e2Logic優勢在于無須多加光罩，適合低功耗快速存取的MCU應用設計，且提供高耐用度與數據保存壽命。目前0.18微米1.8/3.3V在2010年Q4針對客戶送樣，1.8V/5V將于2011年Q1送樣，同時65奈米制程預定于2012年Q1送樣。