嵌入式系統(tǒng)智能化商機旺　MCU廠升級eFlash制程

　　微控制器（MCU）廠商在嵌入式快閃記憶體（eFlash）新一輪先進(jìn)制程競賽開打。值此智慧化嵌入式系統(tǒng)（Intelligent Embedded System）市場方興未艾之際，F(xiàn)lash MCU內(nèi)嵌的編碼型快閃（NOR Flash）記憶體容量亦將大幅增長，以迎合智慧化嵌入式系統(tǒng)配備聯(lián)網(wǎng)、圖形化和語音人機介面等功能，以及內(nèi)建精簡型作業(yè)系統(tǒng)（OS）的設(shè)計要求。

　　看好內(nèi)嵌更高快閃記憶體容量的Flash MCU在智慧嵌入式系統(tǒng)市場前景，微控制器廠商正大舉投資更先進(jìn)的eFlash奈米（nm）製程，如繼瑞薩電子（Renesas Electronics）和飛思卡爾（Freescale）后，近期英飛凌（Infineon）、飛索（Spansion）亦分別宣布將與格羅方德 （GLOBALFOUNDRIES）和聯(lián)電共同開發(fā)及生產(chǎn)40奈米eFlash製程技術(shù)與產(chǎn)品，讓40奈米Flash MCU市場戰(zhàn)火急速升溫。在先進(jìn)製程助力之下，F(xiàn)lash MCU內(nèi)嵌的快閃記憶體容量將可達(dá)4MB以上，有助于嵌入式系統(tǒng)廠開發(fā)搭載作業(yè)系統(tǒng)的智慧化嵌入式系統(tǒng)，遂成為微控制器業(yè)者全力布局的重點（表1）。

　　智能嵌入式系統(tǒng)添柴薪　高容量Flash MCU需求漲

　　智慧化嵌入式系統(tǒng)除內(nèi)建精簡型作業(yè)系統(tǒng)之外，支援的聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)和多媒體功能數(shù)量亦將急遽攀升，正帶動內(nèi)嵌更高記憶體容量的Flash MCU在智慧化嵌入式市場滲透率迅速擴(kuò)大。

　　***瑞薩第一營業(yè)行銷部副理黎柏均（圖1）表示，智慧化嵌入式系統(tǒng)已為大勢所趨，其中聯(lián)網(wǎng)與多媒體為兩大必備的功能。

　　目前智慧化嵌入式系統(tǒng)主要增加的聯(lián)網(wǎng)功能以有線為主，包括通用序列匯流排（USB）、區(qū)域控制網(wǎng)路匯流排（CAN Bus）、SDIO、串列周邊介面（SPI）、內(nèi)部整合電路（I2C）、通用異步收發(fā)器（UART）與傳輸控制協(xié)定（TCP）/網(wǎng)際網(wǎng)路協(xié)定（IP）等。

　　未來，智慧化嵌入式系統(tǒng)則將逐步支援藍(lán)牙、ZigBee等無線技術(shù)，將帶動內(nèi)建無線通訊功能的32位元微控制器需求升溫；不過，黎柏均指出，無線技術(shù)與微控制器製程迥異，必須選用混合訊號製程或系統(tǒng)級封裝（SiP）進(jìn)行整合，故現(xiàn)階段瑞薩40奈米eFlash製程，尚不考慮生產(chǎn)整合無線通訊技術(shù)的32位元微控制器。

　　黎柏均強調(diào)，智慧化嵌入式系統(tǒng)除有線和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通訊協(xié)定之外，搭載的Flash MCU內(nèi)嵌快閃記憶體，另須儲存終端用戶透過聯(lián)網(wǎng)功能下載的五花八門應(yīng)用程式，促使智慧化嵌入式系統(tǒng)開發(fā)商對于內(nèi)嵌更高快閃記憶體容量的Flash MCU倚賴度大增。

　　除聯(lián)網(wǎng)功能之外，智慧化嵌入式系統(tǒng)內(nèi)建圖形化和語音等功能的人機介面比重亦將迅速成長，成為加速內(nèi)嵌高容量快閃記憶體且具備更高存取速度的Flash MCU在智慧化嵌入式系統(tǒng)市場普及的動能。黎柏均認(rèn)為，工業(yè)控制、大樓自動化、汽車等嵌入式系統(tǒng)可望朝更智慧化方向演進(jìn)，其中圖形化與語音功能將逐步成為標(biāo)準(zhǔn)功能配備，將激勵對于內(nèi)嵌4MB以上快閃記憶體、更高存取速度的Flash MCU需求水漲船高。

　　挾40nm制程　瑞薩發(fā)布新款eFlash MCU

　　也因此，不少半導(dǎo)體大廠已紛紛加碼投資40奈米製程，如瑞薩電子在推出32位元車用微控制器RH850后（圖2），今年底前將再借助40奈米金屬氧化氮氧化硅（MONOS）eFlash製程技術(shù)，推出基于獨家RX核心的通用型32位元微控制器，搶攻智慧化嵌入式系統(tǒng)發(fā)展商機。

　　圖2 瑞薩預(yù)計將于2015年再開發(fā)新一代車用微控制器RH850系列家族產(chǎn)品?！≠Y料來源：瑞薩

　　黎柏均表示，嵌入式系統(tǒng)為實現(xiàn)智慧化功能，除須內(nèi)建作業(yè)系統(tǒng)外，亦將新增聯(lián)網(wǎng)、圖形與語音功能，將帶動應(yīng)用程式碼數(shù)量激增，因此對于微控制器內(nèi)建的 eFlash容量和存取速度要求已愈來愈嚴(yán)苛。瑞薩已啟動第二波40奈米eFlash製程量產(chǎn)計畫，準(zhǔn)備于下半年發(fā)布新一代通用型32位元Flash MCU。

　　據(jù)了解，瑞薩電子在智慧化嵌入式系統(tǒng)市場，主要係鎖定智慧汽車（Smart Car）、智慧大樓（Smart Building）及智慧家庭（Smart Home）叁大應(yīng)用，并將持續(xù)借重40奈米eFlash製程，開發(fā)出更高存取速度與記憶體容量的32位元微控制器，以迎合市場對于更高性價比Flash MCU的要求。

　　黎柏均強調(diào)，該公司憑藉自有的eFlash專利技術(shù)開發(fā)的40奈米製程，已量產(chǎn)出業(yè)界最高存取速度的Flash MCU，達(dá)120MHz，在相同記憶體容量之下，相較于其他競爭對手的Flash MCU存取速度可高出一倍之多。 黎柏均進(jìn)一步指出，該公司新一代通用型32位元Flash MCU內(nèi)嵌的快閃記憶體容量已達(dá)4MB，未來將持續(xù)透過40奈米製程開發(fā)記憶體容量高達(dá)8MB的32位元Flash MCU。

　　除瑞薩電子之外，NOR Flash龍頭大廠飛索看準(zhǔn)快閃記憶體在微控制器應(yīng)用的眾多市場機會點，除出手收購富士通半導(dǎo)體微控制器和類比部門，跨足MCU市場外，亦已與聯(lián)電達(dá)成 40奈米製程合作協(xié)議，將採用40奈米製程量產(chǎn)Flash MCU和系統(tǒng)單晶片（SoC），加入40奈米製程賽局。

　　整合富士通資源　飛索2015年發(fā)布Flash MCU

　　2013年5月，飛索宣布收購富士通半導(dǎo)體（Fujitsu Semiconductor）微控制器和類比部門，如此大動作跨足微控制器產(chǎn)業(yè)，已引發(fā)半導(dǎo)體業(yè)界的關(guān)注。飛索預(yù)定于2013年7？9月，正式完成富士通半導(dǎo)體微控制器、類比及混合訊號部門購併，未來將加速整合該部門技術(shù)資源，以及自家的嵌入式電荷擷取（eCT）快閃記憶體技術(shù)，全力加速Flash微控制器研發(fā)，預(yù)計于2015年發(fā)布首款產(chǎn)品。

　　飛索資深副總裁暨全球技術(shù)長Saied Tehrani（圖3）談到，該公司在嵌入式市場與快閃記憶體領(lǐng)域已累積不少成果，若再結(jié)合富士通半導(dǎo)體微控制器、類比業(yè)務(wù)相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)，以及其在日本市場的優(yōu)勢，將可進(jìn)一步擴(kuò)大市場版圖，帶動飛索快閃記憶體產(chǎn)品銷售成長。

　　Tehrani進(jìn)一步指出，飛索購併富士通半導(dǎo)體微控制器與類比業(yè)務(wù)將強化針對嵌入式市場的產(chǎn)品線，包括汽車、工業(yè)及消費性電子，預(yù)計7？9月完成購併案后，將于2014年為飛索挹注高達(dá)4億5，000萬至5億5，000萬美元的收入。

　　據(jù)悉，在雙方購併作業(yè)完成后，富士通半導(dǎo)體將成為飛索微控制器和類比業(yè)務(wù)的晶圓代工廠，并將沿用既有的55奈米、65奈米及90奈米製程，為飛索量產(chǎn)Flash MCU。

　　Tehrani認(rèn)為，該公司收購富士通半導(dǎo)體的MCU與類比業(yè)務(wù)后，將會產(chǎn)生諸多綜效，特別是快閃記憶體在微控制器應(yīng)用有眾多機會點；而在結(jié)合雙方的優(yōu)勢后，更可利用飛索在嵌入式市場的地位和能見度來擴(kuò)大微控制器、類比及混合訊號產(chǎn)品于汽車、工業(yè)和消費性電子的市場滲透率。

　　不僅如此，飛索也與聯(lián)電展開更先進(jìn)的40奈米eFlash製程合作。Tehrani認(rèn)為，飛索的eCT快閃記憶體技術(shù)，結(jié)合聯(lián)電40奈米製程，將為旗下的SoC提供更高性能、更低功耗及更具成本競爭力的微控制器和SoC方案，大舉插旗嵌入式市場。

　　飛索與聯(lián)電的40奈米合作協(xié)議中，將授權(quán)聯(lián)電其獨家的eCT快閃記憶體技術(shù)，該技術(shù)類似飛索的MirrorBit技術(shù)，但經(jīng)過修改和邏輯優(yōu)化，故具備更快存取時間（低于10奈秒）和更低功率的特色，并易于與邏輯整合，較傳統(tǒng)NOR快閃記憶體生產(chǎn)方式使用更少的光罩製程步驟，讓eCT能整合快閃記憶體和高性能邏輯SoC產(chǎn)品，成為具有成本效益的解決方案。

　　面對Flash MCU市場競爭者眾，Tehrani強調(diào)，該公司在非揮發(fā)性記憶體發(fā)展有悠久的歷史，并在嵌入式MCU和SoC獨立式快閃記憶體的eCT技術(shù)發(fā)展上有超過 10年經(jīng)驗，且擁有的嵌入式快閃記憶體技術(shù)係專為先進(jìn)的邏輯設(shè)計，因此具備更快存取速度、低功耗及高運算效率的優(yōu)勢，有利于提高日后旗下Flash MCU產(chǎn)品的市場競爭力。

　　在智慧化嵌入式系統(tǒng)蔚為風(fēng)潮之下，國外半導(dǎo)體大廠正爭相加入新一輪先進(jìn)奈米Flash製程賽局，藉由更先進(jìn)的40奈米製程，開發(fā)出內(nèi)嵌更高NOR快閃記憶體容量、更高存取速度、更具成本競爭力的高階32位元Flash MCU，以避免陷入入門級產(chǎn)品線打價格戰(zhàn)的泥淖，同時積極壯大高毛利的智慧化嵌入式系統(tǒng)市場版圖。