在人脑中，海马体负责记忆相关的重要功能。类似的，在电子系统中，扮演“海马体”角色的则是存储器。作为半导体元器件中不可或缺的组成部分，存储器与数据相伴而生，是应用面最广、市场比例最高的集成电路基础性产品。数据显示，2020年全球存储器收入增加135亿美元，占2020年整个半导体市场收入增长的44%。
图1：2020年全球半导体收入增长结构分布（前瞻产业研究院）近年来，AI、IoT等技术推动消费电子和大规模数据中心的快速发展，市场对存储的需求呈现白热化的趋势。尤其在IoT领域，产品的功耗和尺寸一直是行业不断寻求突破的方向。对于存储器而言，低功耗、小体积、高运行速度等关键特性也逐渐成为打入IoT应用的必要条件。
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AIoT多元新需求和端侧算力，推动各类存储器市场增长和技术演进万物互联时代，数据流源源不断；同时，算力的提升推动了计算结构的变化——从过去的端到云，变成了现在的云到端。这一过程中，不仅要求物联网设备拥有网络连接能力，还需要一些基础的计算能力、即主芯片的算力，这也意味着端侧的算法更庞大、更复杂，存储算法代码的存储器容量也随之增加。
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“NOR Flash具备随机存储、可靠性强、读取速度快、可执行代码等优异的特性，有望在IoT设备中替代NAND Flash与DRAM。处理器/主芯片可直接从NOR Flash里调用系统代码并运行，可同时满足存储与运行内存的要求，这使得NOR Flash的市场需求逐年增加，预计每年的增长率将超过10%。”兆易创新存储事业部资深产品市场总监陈晖表示。
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显然，物联网及相关AIoT产品（TWS、可穿戴）的爆发式增长，已成为NOR Flash存储器需求增长的主要驱动力。相关数据显示，2020年全球NOR Flash市场规模在30.6亿美元左右，到2022年将进一步增长到37.2亿美元。
据陈晖介绍，作为存储领域的主力产品，兆易创新SPI NOR Flash已经拥有26个产品线系列、16种产品容量、7种温度规格、4个电压范围以及25种封装方式。数据表明，自2008年推出中国首颗SPI NOR Flash以来，兆易创新已成为
全球排名第三、中国排名第一的NOR Flash供应商，Flash产品累计出货量更是超过160亿颗！
图2：兆易创新推出全面丰富的NOR Flash产品及解决方案”
在耀眼成绩的背后，是兆易创新不断寻求自身突破的决心。陈晖表示：“兆易创新的策略一直紧密结合市场的动态，依靠产品定义与特点推出不同性能的产品，满足客户多样化的需求，逐渐覆盖工业、消费，甚至汽车等领域。”目前，兆易创新55nm先进制程工艺的SPI NOR Flash已进入全线量产阶段，相较前一代产品性能更高、容量更丰富、功耗也更低。针对车用市场也推出了车规级3.0v 、1.8v SPI NOR Flash产品，容量涵盖2Mb-2Gb，满足不同的车载应用需求。
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除了NOR Flash之外，SLC NAND Flash、DRAM亦是兆易创新侧重的存储产品方向，并持续加大投入。2020年10月，兆易创新正式推出全国产化24nm工艺节点的4Gb SPI NAND Flash产品——GD5F4GM5系列。该系列实现了从设计研发、生产制造到封装测试所有环节的纯国产化和自主化，并已成功量产。另外在DRAM内存芯片布局方面，2021年6月兆易创新宣布首款自有品牌4Gb DDR4产品GDQ2BFAA系列量产，该产品实现了从设计、流片，到封测、验证的全国产化，标志着兆易创新成功将业务触角拓展到了DRAM主流存储市场。
图3：兆易创新4GbSPI NAND Flash产品——GD5F4GM5系列
追逐尺寸、功耗、安全、性能 “全优”？高超的产品定义是一门艺术蓬勃发展的物联网为NOR Flash市场注入了一剂强心针，但物联网应用场景的多样性、复杂性，也给NOR Flash带来了全新的挑战。比如，尽管封装体积小、信号引线少是SPI NOR Flash的主要优点，但在IoT设备日趋小型化的要求下、进一步缩小产品封装体积势在必行；多数物联网应用由于地理位置或成本原因，某些场合甚至需要10年以上，因此功耗也是物联网终端或模块最重要的指标之一。此外，诸如容量、安全等方面也是厂商不得不面临的挑战课题。
以近年来愈发火热的可穿戴设备来看，此类设备一方面需要采集用户的数据信息提供智能化的建议，例如位置信息、心率信息等，另一方面也需要把外界数据传输给用户，如音乐、视频与通话等，这些过程都离不开NOR Flash的支持。在内部空间“寸土寸金”的情况下，其电子元器件需要满足体积小、低功耗的要求。
譬如，随着TWS耳机迈入2.0时代，包括OTA升级、骨传导、语音识别、降噪、触控等多种功能的出现，为了存储更多固件和代码程序，往往需要外扩一颗32Mbit甚至更大容量的SPI NOR Flash，同时也要求小体积和低功耗。
作为应对之道，兆易创新今年初宣布将WLCSP封装方式引入自家存储器件。跟其它封装相比，在同等容量下兆易创新存储器件的尺寸最小能做到长宽均不足1mm、最薄0.25mm，约是USON8 (3mm x 2mm)封装体积的1/10。针对TWS耳机产品，
兆易创新还可以根据客户需求，将Flash与主芯片采用叠封的形式，不用单独再为Flash开一块空间，对整个系统PCB的面积缩减有极大帮助。
图4：WLCSP封装与其他封装对比
图5：WLCSP封装对比USON8封装，体积约为后者的十分之一此外，兆易创新还推出了业界读功耗最低的LE系列SPI NOR Flash，其工作电压为1.65~2.0V，产品容量涵盖2Mb~512Mb，可满足不同应用需求。在功耗方面，该LE系列的睡眠电流低至0.1uA，四通道133Hz的情况下读取功耗低至5mA，比行业平均水平低40%左右。
图6：同样封装体积下，兆易创新提供丰富的容量选择安全性则是存储器设计和应用的另一大考量。在IoT应用中，Flash由于存储了众多关键的系统代码，相较SoC更容易被作为攻击的对象，提升安全性显得尤为重要。
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“提升系统安全性不能只是从Flash安全规格或加密技术入手，更多需要将Flash与主芯片，如MCU、SoC等进行整体考虑。虽然安全级别一般而言是越高越好，但我们考虑Flash的安全功能，应该与终端产品定位、主芯片定位相互匹配，这样才能做出符合市场需求的均衡产品。”陈晖表示，“当然，兆易创新Flash正在结合自身的MCU产品，或与更多SoC厂商进行紧密合作，致力于提升对IoT设备及系统的安全性能。”
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存算感一体，兆易创新产品生态协同效应初现事实上，不只是物联网，在包括汽车电子、5G、智能手机，以及TDDI将触控功能整合进入驱动IC等需求的推动下，NOR Flash市场潜能已经被完全激活。
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“目前，兆易创新已经与领先的通信设备厂商达成了合作，同时针对车规市场更大容量的512Mb-2Gb产品也通过了AEC-Q100的认证。”陈晖表示，“随着用户需求增加、系统功能更新、代码复杂度提升，未来兆易创新的Flash产品将继续向大容量、高性能、高可靠性、低功耗、小封装的方向演进。”
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除了Flash和MCU业务，联动基于触控和指纹识别的传感器业务，兆易创新正积极推进产业整合、拓展战略布局，打造存储、控制、传感、互联、以及边缘计算的一体化解决方案满足客户的不同需求。万物互联时代，兆易创新全面布局“ 存储+MCU+传感器”的强强组合形成了独特的生态协同效应，即使在产能紧张的背景下，仍然通过供应链多元化管理的布局优势，成为率先恢复产能有序供应的半导体企业，从而应对不断变化的行业发展挑战。
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