MCU内嵌Flash内存成趋势

　　因应MCU成长快速及程序数据储存需要，MCU内嵌Flash内存设计成为主流趋势，MCU大厂也纷纷以购并或结盟掌握内嵌Flash的相关IP与制程技术。本文将探讨内嵌FlashIP制程技术，为下一代FlashMCU带来的技术变革。

　　FlashMCU出货比重过半掌握Flash成为MCU开发关键

　　因应MCU成长快速，所带动的程序代码与数据储存需要，MCU内嵌内存类型也从早期Maskrom、EPROM、EEPROM到Flash内存。据市调机构预估，内嵌Flash内存的MCU在2010年出货比重超过50%。也因此MCU大厂也急于掌握内嵌Flash内存相关IP与制程技术。像Microchip就购并闪存大厂SST。提供MCU内嵌Flash的常忆科技(Chingistek)，则提出pFLASH技术平台，以2TPMOS半导体技术为统一性平台，开发晶圆代工厂制程验证过的高密度e2Flash以及e2Logic等IP，授权给MCU业者做内嵌NorFlash的解决方案。

　　内嵌Flash的技术关键兼容、成本、耐用度

　　良好的MCU内嵌Flash技术关键，在于提供MCU主控端兼容性，最小电路面积、低制造成本、高耐久性抹写次数、高质量与信赖度及易于给晶圆厂代工以及依比例缩放特性。目前晶圆厂代工Flash制程大多是传统NMOS半导体制程技术，并再结合标准(Standard)以及双聚合物制程(DoublePoly)，前者提供弹性程序与数据储存空间，后者则提供较大储存空间、较快读写时间、较长读写寿命。

　　以常忆pFusion提供2-TPMOS半导体制程来说，分别就标准逻辑制程提出e2Logic以及双聚合物制程的e2Flash技术，两者较传统NMOS半导体制程的Flash能降低抹除/写入电流以及耗电量，执行效能可达到内嵌EEPROMMCU的水平!且避免写入数据时引起造成邻近记录单位干扰。

　　e2Flash技术与竞争优势

　　进一步检视e2Flash内嵌技术，它提供单一记录细胞元低于0.1微安培写入电流(<0.1μA/cell)，单一字组程序化时间低于20μs，区块抹除时间低于2ms，并提供20年保存期限与至少20万次抹写周期，工作温度以0.18微米制程为-40~105℃，0.13微米制程下则可从-40~125℃。

　　以0.18、0.13微米与90奈米制程列举1Mb(128KB)e2Flash电路面积仅1.176、0.98、0.84mm2，2Mb(256KB)则仅占1.91、1.41、1.34mm2，跟目前1.5TnMOSFlash或2TEEPROM等技术相比，e2Flash除了程序化电流比2TEEPROM较大之外，在整体读写速度、耐久度与晶粒面积上，e2Flash也有竞争优势。

　　常忆科技嵌入式非挥发忆体事业部总经理张有志表示，在维持4ppm不良率情况下，目前e2Flash在2010年出货=700K,预估2010年可达1M。目前0.13微米制程预估2011年Q1送样，同时在2012年进一步提升到65奈米制程。

　　e2Logic提供弹性化配置与高耐受度

　　在不使用模拟讯号转换的标准逻辑闸制程(StandardLogic)下，e2Logic的FlashIP技术，提供程序代码与数据储存区弹性化配置的优势，以及在-40~105℃工作温度下，数据保存时间确保10年，以及2万次抹写周期的耐受度。

　　目前常忆提供的0.18微米制程e2LogicFlashIP，工作电压1.8/3.3V下读取时间40奈秒，位写入时间为30或500毫秒(程序或数据)，抹除时间200毫秒，每MHz下读取电流为200μA，程序化与抹除电流均为2mA，10万次抹写与10年。以64KB程序+512KB数据配置面积1.52mm2，32KB程序+256KB数据配置电路面积更可缩至0.85mm2。

　　e2Logic优势在于无须多加光罩，适合低功耗快速存取的MCU应用设计，且提供高耐用度与数据保存寿命。目前0.18微米1.8/3.3V在2010年Q4针对客户送样，1.8V/5V将于2011年Q1送样，同时65奈米制程预定于2012年Q1送样。