電子發燒友網報道（文/梁浩斌）低功耗一直以來是應對物聯網領域的一個重要發展方向，近幾年隨著低功耗設備的超低h成需求不斷提高，比如MCU、功耗各存儲等芯片產品中，挑戰低功耗也成了各大廠商的必爭一個重要產品設計要點。 其中NOR Flash作為嵌入式系統中的應對重要存儲器類型，在物聯網領域中的超低h成應用非常廣泛。在物聯網設備中，功耗各NOR Flash通常用于MCU數據讀取和執行，挑戰其工藝和讀取速度都直接影響MCU性能。必爭 因此，應對隨著可穿戴設備、超低h成健康監測等多種物聯網設備應用的功耗各低功耗需求，NOR Flash目前在可穿戴設備和其他低功耗的挑戰物聯網設備中，電壓從主流市場的必爭3.3V降至1.8V。 從系統設計的層面上看，一些先進工藝制造的器件，包括MCU等可穿戴主控芯片工作電壓已經低至1.2V的等級。同時根據一些廠商提供的測試數據，從1.8V降至1.2V后，產品運行功耗能夠降低高達50%，待機功耗也能夠降低33%左右。 所以，為了更低的運行功耗，延長電池使用時間，以及簡化系統電源設計和優化系統成本，低功耗NOR Flash的工作電壓也正在從1.8V往1.2V發展。目前，市面上已經有不少廠商推出了1.2V NOR Flash相關產品。 華邦電子華邦電子是全球第一家推出1.2V NOR Flash的廠商，最早在2020年實現量產。目前華邦推出了W25Qxx 1.2V系列的1.2V NOR Flash，主要針對電池供電同時設計空間有限的設備，比如物聯網和可穿戴設備，以及對于需要省電且低功耗的閃存。 其中W25QxxND 1.2V系列產品可以達到1.5V延伸電壓，支持1.14V～1.58V的工作電壓區間，即一節干電池的電壓即可支持其運作，不需要以往需要將兩顆干電池串聯到3V才能夠正常工作，可以大幅簡化系統設計。 W25QxxND 1.2V系列提供2mm x 3mm USON8、narrow 150mil SOP8、6x5mm WSON 8-pin等多種封裝規格和KGD（Known Good Die）。容量支持8Mb、16Mb、32Mb、64Mb、128Mb等幾種規格，支持標準、雙通道與四通道SPI及QPI接口，數據傳輸速率最高可達每秒52MB，適用于傳統移動、可穿戴與物聯網設備。 另一個型號W25QxxNE專注于面向1.2V應用，工作電壓支持1.14V～1.3V，在W25QxxND的容量規格基礎上，還增加了256Mb的規格。接口方面與W25QxxND相同，均支持標準、雙通道與四通道SPI及QPI接口。 旺宏電子旺宏電子的1.2V NOR Flash產品主要是MX25S 系列，該系列產品工作電壓支持1.14V～1.6V，功耗低至0.8mA有源電流以及0.05uA深度掉電電流，與以往的串行NOR Flash閃存相比，能夠節省超過80%的電量，并有效延長電池壽命，面向健康監測、藍牙連接、物聯網、可穿戴設備和移動互聯網設備等應用。
官網顯示，MX25S NOR Flash閃存產品目前具有16Mb、64Mb、128Mb的容量規格，支持多 I/O、編程/擦除掛起/恢復功能，支持唯一ID和安全的OTP。封裝方面支持WSON、USON、WLCSP、KGD、SOP等超小型尺寸。 兆易創新去年8月兆易創新推出了1.2V超低功耗SPI NOR Flash產品——GD25UF系列，這也是兆易創新旗下首款1.2V NOR Flash產品。 GD25UF系列工作電壓可擴展至1.14～1.6V，具有單通道、雙通道、四通道和DTR四通道的SPI模式，支持不同容量選擇，能夠滿足智能設備所需的代碼存儲要求。在讀寫性能方面，GD25UF最高時鐘頻率STR 120MHz，DTR 60MHz，擁有10萬次的擦寫壽命，數據有效保存期限可達20年。 為了滿足低功耗需求，GD25UF產品系列特別提供了Normal Mode和Low Power Mode兩種工作模式。在Normal Mode下，器件讀取電流在四通道120MHz的頻率下低至6mA；在Low Power Mode下，器件讀取電流在四通道1MHz頻率下低至0.5mA，擦寫電流低至7mA，睡眠功耗低至0.1uA。 根據官方介紹，GD25UF系列產品在數據傳輸速度、供電電壓、讀寫功耗等關鍵性能指標上均達到國際領先水平，在針對智能可穿戴設備、健康監測、物聯網設備或其他單電池供電的應用中，能顯著降低運行功耗，有效延長設備的續航時間。 封裝方面，GD25UF系列支持SOP8、WSON8、USON8、WLCSP封裝，全溫度工作范圍覆蓋-40℃~85℃、-40℃~105℃、-40℃~125℃。不過目前GD25UF暫時可提供64Mb容量的樣品，其他容量的產品將會在后續推出。 普冉半導體今年4月普冉半導體推出了超低電壓的超低功耗的GS N系列1.1 V NOR Flash產品，據公司介紹，GS N系列產品在超低電源電壓、電壓范圍、讀寫功耗、數據傳輸速度等參數指標上均達到業界領先水平，能夠更加充分地滿足市場對于更低功耗、更寬電壓范圍、更靈活的操作模式、更可靠性能以及更低成本等符合要求。 據官方實測數據，GS N系列產品對比公司2020年發布的40nm 1.8V產品，相同電流下的功耗降低了38%；相同頻率下的四線讀取功耗降低了60%，功耗大幅降低，在應用中能夠大幅提升設備續航。 隨后在松山湖IC峰會上普冉半導體詳細介紹了GS N系列1.1 V NOR Flash產品P25Q325N，這款產品支持從1.05V到2V的寬電壓范圍，涵蓋了1.2V、1.8V等電壓系統。與目前行業最低功耗的1.1V 80M STR 4IO相比，讀取功耗約2.86mW，80M DTR 4IO讀取功率約為4.2mW，為業界同類產品功耗的一半，甚至更低。 同時P25Q325N支持高速讀取，實現高達416Mbps forSTR、640Mbps for DTR的讀取速度。封裝方面，P25Q325N支持SOP8、USON8、WSON8、TSSOP8、WLCSP 等以及 KGD for SiP。 普冉半導體表示，GS N系列產品在2022年底完成了產品開發，目前支持16Mb-64Mb容量，已經在2023年一季度實現了產品交付，未來將繼續覆蓋至4Mb-128Mb的容量區間。 小結：目前全球NOR Flash市場呈現三足鼎立的格局，華邦、旺宏、兆易創新三家已經占據市場超過90%的份額。因此也可以看到，由于頭部效應的存在，目前來看市場上低電壓低功耗的1.2V NOR Flash產品也是由這三家公司率先推出。 其他公司產品除了普冉半導體已經有相關產品交付外，包括聚辰半導體、芯天下等廠商則有1.2V NOR Flash相關產品的規劃，但仍在研發中。而隨著可穿戴設備、物聯網市場的持續增長，更低功耗的需求更加急切，可以預見1.2V NOR Flash產品在未來加速往低功耗設備中滲透。