普冉半导体：AI应用为什么需要超低电压/功耗的存储器芯片？

5月12日，第十三届“松山湖中国IC创新高峰论坛”在广东东莞松山湖凯酒店举行，本届论坛以“面向AR/VR/XR与元宇宙的创新IC新品推介”为主题，通过组织本土芯片设计企业和终端应用厂商开展深度的需求对接，打造国内具影响力的中国创新集成电路新品集中推广和发布平台，对提升国内集成电路设计水平、推动促进国内芯片-整机联动发展具有积极意义。

普冉半导体（上海）股份有限公司设计中心高级总监冯国友在论坛上推出了业界首款1.1V6.5uJ/Mbit超低电压功耗、面向AIOT的高性能Flash存储器芯片P25Q32SN。据介绍，该系列是2018年推出第一代超低功耗PU系列P25Q32U的升级，普冉PU系列目前已累计销售1.8亿颗。

普冉半导体（上海）股份有限公司设计中心高级总监 冯国友

冯国友表示，P25Q32SN系列存储器芯片支持的1.1V电源系统为业界最低，具备宽电压范围1.05V~2.00V，可涵盖1.1V、1.2V和1.8VAIOT系统。“与目前行业最低功耗的1.1V80MSTR4IO相比，读取功耗约2.86mW，80MDTR4IO读取功率约为4.2mW，为业界同类产品功耗的一半,甚至更低。”读取速度方面支持快速读取，416Mbps(STR4IO)、640Mbps(DTR4IO)。

结合本次松山湖IC论坛“AR/VR/XRx元宇宙”的主题，这款存储器芯片可基于极低功耗，为音频、图像等多模态SoC智能主控芯片提供必要性存储辅助，助力元宇宙的国产生态链完善。

芯片采用40nmSONOS工艺制造，封装形式支持SOP8、USON8、WSON8、TSSOP8、WLCSP等以及KGDforSiP。据冯国友称，公司致力于核心工艺创新及领先技术突破，在业界开创性采用SONOS电荷俘获技术实现低功耗存储器；在工业迭代方面，从第一代55纳米到第二代40纳米，第三代40nm—E也即将推出；在工业设计方面，配合主控实现电压迭代，从第一代宽电压1.6V-3.6V，到第二代的1.05V-2.0V，可以支持1.1V的电源系统。

“我们持续追求低功耗，上一代1.8V产品的功耗可以做到16uJ/Mbit，这一代可以做到6.5uJ/Mbit。”冯国友说到，据悉这是普冉半导体第二次来到松山湖论坛，5年前的2018年，公司总经理王楠在这里推荐了第一代1.65V-3.6V宽电压超低功耗IOTFlash产品，目前已累计销售1.8亿颗,《电子工程专辑》也进行了相关报道。

据悉，目前16Mb-64Mb版本已出货，后续将开发全容量系列。

普冉半导体的P25Q325N产品和SONOS1.8VFlash产品对比

谈到为什么推出这样一款超低功耗、超低电压的产品，冯国友表示，随着OpenAI/ChatGPT这类AI应用的兴起，可以助力AR/VR设备提升语言、图像、音频处理的性能，带动元宇宙的发展。一些新兴应用，如AR教育等会增加设备电力消耗，智能设备总量的增加以及高端设备算力的增加，都会带来额外的电力消耗。“用户都希望可穿戴产品有更长的待机时间，基于这些新兴应用，不仅对芯片制程、容量、计算速度、稳定性提出了新要求，也对低功耗提出更高的迭代要求。”

随着半导体工艺的不断升级，主控SoC芯片电压标准在逐步降低，从过去的1.8V到1.2V，再到1.1V。既然主控芯片电压在降低，存储器的也要配合进行更新迭代，这样做的好处简化电源系统，做到单电源供电。另一个好处是可以实现低功耗。随着电压的降低，相同电流下功耗也会随之降低的。

冯国友表示，普冉半导体的产品在元宇宙领域中的应用，主要可用于由电池供电且设计空间有限的设备，如移动设备、物联网和可穿戴等外围设备。“具体来说，我们芯片是可以加速开机启动，提升用户体验。在蓝牙、Wi-Fi连接、显示、触屏、指纹识别、位置追踪、传感器等方面都可能用到低功耗芯片。”

资料显示，普冉半导体Momory产品的典型终端应用包括手机、耳机、可穿戴设备、汽车电子、智能家电、电脑等。合作客户包括三星、小米、OPPO、Vivo等手机厂商，也有联想这样的笔记本电脑厂商和美的这样智能家居厂商。

冯国友简介

冯国友，普冉半导体设计中心高级总监，浙江大学电气工程学院电路与系统专业硕士。2007年至2016年初，任职于上海华虹宏力半导体制造有限公司，从事嵌入式Flash及EEPROM设计，担任技术、管理类职务；2016年初加入普冉半导体，主导SPIFlash芯片的规划与设计开发。拥有13年存储器IP和芯片设计管理经验。作为专利发明人，已拥有24项已授权专利，其中20项为第一发明人。

关于普冉半导体

普冉半导体（上海）股份有限公司成立于2016年，总部位于上海张江高科，在深圳、韩国设有销售和现场应用服务与支持中心，同时在苏州设有研发中心；在北京、日本、英国、德国等多地拥有合作代表。基于存储器技术优势，公司2021年实施“存储+”战略，积极拓展MCU及模拟芯片领域。2021年NORFlash和EEPROM的市占率均排名全球第六，为全球非易失性存储器的主要供应商之一。