楊念釗物聯網專題報導

楊念釗常憶科技(Chingistek)在內嵌快閃記憶體的儲存單元設計上,採用有專利的雙電晶體PMOS 和band-to-band-tunnel(BTBT)的資料寫入機制,可確保最佳的擦寫與讀取性能、智財面積的最小化、以及最短的測試時間,目前已泛應用於消費性電子產品、電腦及其周邊設備、無線通訊、網路裝置以及工業控制等。

嵌入式快閃記憶體在物聯網的應用

楊念釗常憶科技資深顧問楊念釗指出,在物聯網方面,系統廠商會推薦常憶的嵌入式解決方案,背後具備非常大的戰略意義。因為在物聯網時代,移動互聯是一個關鍵因素,楊念釗在移動互聯資料的儲存非常重要;而快閃記憶體技術適時的出現,能夠讓大家在輕薄短小的應用,儲存大量的資料,包括各位的手機,像iPhone、iPad能夠很快的把Hard Disk給取代掉,這是快閃記憶體無法抹滅的功能。他指出常憶科技專注於嵌入式記憶體技術解決方案,接下來會介紹高容量嵌入式產品與低容量嵌入式產品,以及pFusion的概括性介紹。

楊念釗首先他列舉在物聯網各種應用領域上,所需要的嵌入式快閃記憶體容量大小,像是農業、食物保鮮、零售、防偽,運籌、供應鍊管理可追蹤到上游生產的應用,大多使用RFID,佔用記憶體儲存量約64~512 byte;在銀行金融轉帳安全的應用上則使用Smartcard,容量約 32KByte~1MByte;政府機關門禁、醫療照顧與社會福利應用上,也到Smartcard,儲存容量需求則從8KB~256KB。智慧家庭與家電則用到MCU微控制器,儲存容量從32KB~1MB;智能電錶也使用MCU,儲存容量64KB~512KB之間。

以PMOS低功耗半導體製程的e2Flash與e2Logic技術

楊念釗指出目前晶圓廠代工Flash製程大多是傳統NMOS半導體製程技術,再細分為標準邏輯製程(Standard)以及雙聚合物製程(Double Poly),常憶以pFusion提供2-T PMOS半導體製程來說,再以此區分出採標準邏輯製程的e2Logic以及採雙聚合物製程的e2Flash,前者與主控邏輯製程相容,無須附加多餘光罩製程,針對低密度應用4KB以下的彈性程式與資料儲存空間,可達到10年儲存時間與10萬次抹寫;後者e2Flash具備超小紀錄細胞元特性,提供多達8KB以上較大的儲存空間、較快讀寫時間、較長讀寫壽命,可達到20年儲存時間與20萬次抹寫耐用度。

無論是e2Logic或e2Flash,兩者較傳統NMOS半導體製程的Flash技術,能更為降低抹除/寫入電流以及耗電量,執行效能達到內嵌EEPROM MCU的水準,且避免寫入資料時引起造成鄰近記錄單位干擾。同時E2logic與e2Flash可用於邏輯與類比IP電路庫,以較小的紀錄單元與巨集電路尺寸,提供產業等級高耐用度、高品質與可信賴度,可做為MCU微控制器應用,低洩漏電流可做為需低功耗手持式裝置,超低功耗做可為無接觸式卡片、近距感應智慧卡(SMIC)以及長距離RFID的應用。-40~+105℃的廣域溫度可做為工控或汽車電子之用,並可配合製程微縮持續進入下一世代。

e2Flash的技術優勢與效益

楊念釗進一步介紹e2Flash內嵌技術細節。e2Flash藉由PMOS以電場驅動電子移動,提供單一記錄細胞元低於0.1微安培寫入電流(<0.1μA/cell),楊念釗單一字組程式化時間低於20μs,區塊抹除時間低於2ms,並提供20年保存期限與至少20萬次抹寫週期,工作溫度以0.13微米製程下則可從 -40~125℃。同時相較於傳統單週期(1T) Flash在第二次程式化時,往往紀錄細胞元(Cell)會因為相鄰Cell被為寫入或抹寫而受到干擾,而e2Flash採取兩週期(2T)設計,程式化寫入需要兩個週期步驟才能完成,已紀錄資料的Cell比較不受到相鄰Cel被為寫入或抹寫的干擾,因而增加長期耐用度。

楊念釗總結E2Flash的優勢,在於跟主控邏輯製程相容,以相同0.18微米製程下,巨集電路面積比業界縮減40%,並具備業界最佳耐用度,長年低於4ppm不良率的高供貨品質與信賴度,同時進展到65奈米製程下仍可使用。

符合標準邏輯製程的e2logic技術與效益

楊念釗接著介紹以標準邏輯製程的e2logic嵌入式快閃記憶體技術。目前常憶提供的0.18微米製程e2Logic Flash IP,它能以1.8V/3.3V之下,楊念釗頁尺寸128位元組為單位,位元讀取時間40奈秒,位元寫入時間為30或100微秒(程式或資料),抹除時間50毫秒,待機電流5μA、讀取電流每MHz為150uA;程式化電流與抹除電流均為4mA,e2Logic的Flash IP技術提供程式碼與資料儲存區彈性化配置的優勢,從64KB+1KB面積僅1.58mm2、32KB+1KB為0.94mm2,64KB+512B為1.52mm2、32KB+512B為0.88mm2;64KB+256B為1.49mm2,32KB+256B為0.65mm2,並且提供OCP、OTP、MCP等不同成本、封裝的solution應用。

他指出e2Logic優勢,在於可應用在一般標準邏輯或高電壓製程,無須多加光罩、特殊機台或額外製程步驟,具備非常小的紀錄細胞與巨集電路面積,適合低功耗快速存取的MCU應用設計,且提供在-40~105℃工作溫度下,資料保存時間確保10年及10萬次抹寫週期的耐受度。彈性化的設計應用平台,使用於單電壓或雙電壓LV+3.3、LV+5V、BCD、驅動IC等。

楊念釗總結,在物聯網上像是農業、食物保鮮、零售、防偽,運籌、供應鍊管理可追蹤到上游生產等RFID的應用,內嵌快閃記憶體容量需要在64~512位元組之間,可使用標準邏輯製程的e2Logic;在銀行金融、轉帳安全、政府機關門禁、醫療照顧與社會福利應用等Smartcard智慧卡應用,內嵌快閃記憶體容量約8KByte~1MByte,可以使用雙聚合物製程的e2Flash;至於智慧家庭、智慧家電以及智能電力網路╱智能電錶等需要用到MCU微控制器的應用上,其所需的內嵌記憶體容量從32KB~1MB,仍舊可使用e2Flash技術。

最後他指出,pFusion嵌入式快閃記憶體技術,除了提供性價比的優勢之外,卓越的高讀╱抹寫效能,應用用途廣泛,同時提供高耐用度,楊念釗經市場驗證過的品質與信賴度,同時可配合製程世代的微縮持續拓展其應用,可說是物聯網IC應用的最佳解決方案。

楊念釗個人簡介介紹

楊念釗學歷:
新竹國立交通大學電子工程理學碩士主修超大型積體電路設計及技術。 1989畢業
新竹國立清華大學材料科學工程學士學位。1987畢業

楊念釗職場生涯:
武漢新芯積體電路製造有限公司————2019–2019
職務:存儲產品事業部總監(BUHead)
職能:負責NORFlash產品決策,市場,研發,設計,銷售。
蘇州抱壹微電子————2015–2018
楊念釗職務:總經理

職能:負責公司重大決策,對外客戶關係。成立記憶體設計團隊,如SRAM,Flash,RRAM
及MRAM
ISSI————2012–2015
楊念釗職務:中國區資深顧問
職能:負責中國區embeddedFlash業務, 蘇州NORFlash設計團隊成立
芯同科技(蘇州)有限公司————2005–2007
楊念釗職務:總經理
職能:負責公司啟動和日常管理,組建公司及擴大設計團隊之70人以上。在原來記憶體設
計團隊基礎上,添加ASIC及software。
世宏科技(蘇州)有限公司(隸屬臺灣旺宏電子)———2001–2005
職務:副總經理/處長/IC設計部
職能:負責IC設計,銷售,行銷和客戶關係。設計團隊之120人以上,主要為Flash及analog
IP。

臺灣旺宏電子股份有限公司——1991–2001
楊念釗職務:處長/部經理
職能:負責IC設計,包括Flash,SRAM,NROMFlash(SONOS),MaskROM 及RRAM/MRAM
秉亮科技(蘇州)有限公司&寅通科技股份有限公司)—— 2007–2011 職務:總經理&中
國區總經理
職能:負責公司日常管理
組建公司,負責全面管理並協調與HQ,以及其他在中國地區的晶圓廠的合作夥伴關係。
完成整套65納米和45納米記憶體編輯器,升級了混合模式的IP設計以支援當地的設計公
司。
管理超過80多名的為IC設計服務和ASIC業務的工程師和部門經理,專注于記憶體設計,
APR、記憶體編輯器以及基礎的模擬IP設計領域

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