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eMMC/eMCP將成為移動設備嵌入式存儲主導技術

2015-04-28

【引言】eMMC具有兼容性強、設計簡便的特點,廣泛應用于移動設備中。隨著人們對設備存儲容量的需求加大以及成本進一步降低,eMMC應用面還將不斷擴大。

        eMMC采用統一的MMC標準接口,將存儲芯片(NAND Flash)及其控制芯片封裝在一顆BGA芯片內。eMMC可以很好解決NAND Flash管理困難的問題,系統廠商只需要選擇所需容量的eMMC芯片,而不用理會Flash品牌差異、納米制程技術改變、兼容性等一系列管理難題,從而簡化終端產品關于存儲方案的設計,縮短新產品推出的時間。eMMC的性能以及可靠性也較普通存儲卡優越,可幫助廠商推出具有競爭性的功能應用(如eMMC的高速寫性能可以幫助手機廠商開發各種高清視頻和圖像應用功能),提高用戶體驗以及產品黏性。

eMMC規范發展促進應用面不斷擴大

        eMMC規范從2008年的V4.2發展到現在的V4.5,理論寫速度也從10MB/s提升至200MB/s,同時根據嵌入式產品設計需要增加很多新功能,并且大幅增強數據防護與處理效率。2012年V4.41已成為市場主流,V4.5產品也已開始進入生產階段,預計2013年下半年V4.5 eMMC將替代V4.41成為主流。

        eMMC標準主要是為了解決Flash納米制程技術升級帶來的品質、可靠性下跌的問題,滿足用戶對高性能、高可靠性存儲需求而開發的芯片,主要應用于需要大容量數據存儲的手持終端產品。隨著eMMC產品功能增加、速度大幅度提升,eMMC已被智能手機、中高端平板電腦、超極本、智能電視以及云端服務器等產品廣泛應用。

智能手機嵌入式存儲轉向eMCP/eMMC

        早期智能手機嵌入式存儲主流方案為NAND MCP,即把SLC NAND Flash與低功耗DRAM封裝在一起,具有生產成本低、技術相對成熟等優勢,目前主要規格有4+2(4Gb SLC+2Gb LPDDR1/2)、4+4(SLC與LPDDR1/2各4Gb)等。隨著手機所用操作系統的程序代碼容量變大,特別是隨著Android操作系統的廣泛流行,廠商希望在手機中預裝大量程序及軟件,SLC NAND Flash已很難滿足手機對存儲容量的需求。三星等廠商開始將eMMC和低功耗DRAM封裝在一起,滿足手機對較大容量的要求,eMCP存儲方案開始得到客戶接受,在手機行業中廣泛應用。但目前只有三星、SK海力士等少數供應商有較全的產品規格和穩定供貨,對于最終用戶來說還有很大的采購風險。目前應用較廣的eMCP規格有4+4(eMMC和LPDDR1/2各4Gb)、4+8(4GB eMMC+8Gb LPDDR2)和16+8(16GB eMMC+8Gb LPDDR2)等。目前采用聯發科技的MT6577平臺手機均為采用eMCP存儲方案為主。

        高端智能手機因為PCB空間有限,以及CPU與DRAM高頻通訊等特點,廠商更青睞采用處理器和LPDDR2進行POP封裝,外加單顆eMMC的存儲方案,這樣可以減輕工程師設計PCB的難度,減少處理器與DRAM通訊信號的干擾,提高終端產品性能。目前采用高通MSM8260/MSM8960以及STE U8500等平臺手機則是采用此方案。

        2012年eMMC生產商主要以eMMC 4.41規范為主,不過三星、SanDisk已經推出了eMMC V4.5規范的產品,比如三星的eMMC Pro Class 1500和eMMC Pro Class 2000、SanDisk的128GB iNAND Extreme。銀燦eMMC 4.5控制芯片IS510已出貨,即將發布的eMMC V4.5新控制芯片IS511。

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手機與平板電腦推動存儲需求

        目前智能手機需求表現強勁,三星受惠于Galaxy系列熱賣,2012年第三季度銷量一舉沖上5,630萬臺,蘋果則受惠于iPhone 5上市,2012年第四季度iPhone銷量將上升至4,000~5,000萬臺。高端智能手機存儲主要以16/32/64GB eMMC為主,蘋果、三星等品牌智能手機增長成為eMMC出貨的主要推動力。

        在高端智能手機不斷成長的同時,聯發科技、高通等力推在低端智能手機中采用eMMC/eMCP。2012年下半年,他們開始在其新平臺上使用eMMC或eMCP,例如聯發科技的MT6575/MT6515、MT6577/MT6517均可支持eMMC或eMCP;高通除了雙核、四核的MSM8225Q和MSM8625Q外,又推出兩款新四核芯片組——MSM8226和MSM8626(可能2013年第二季度才會有樣品),四核芯片的推出不僅提高eMMC/eMCP在低端智能手機的滲透率,而且還將推升eMMC存儲從4GB/8GB向16GB轉進,還可以有力刺激雙核智能手機普及率提升。

        IDC數據報告稱,2012年全球智能手機出貨量達7.17億部,比2011年增長45%以上,2013年出貨量依然持續成長,eMMC和eMCP的需求量也將隨之繼續快速增加。

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        平板電腦市場依然以iPad為主,不過中低端平板電腦在全志A13、瑞芯RK2918、晶晨AML8726-MX等雙核芯片不斷量產的推動下,國內平板電腦以螞蟻雄兵之勢快速成長。據平板業者指出,2012年國內平板電腦出貨量可達到5,000~6,000萬臺的規模,較2011年1,400萬臺增長數倍。而且隨著全志A31、瑞芯RK3188等四核芯片陸續發布,國內低端平板電腦市場將得到進一步提升,預計2012年全球平板電腦總需求將達億臺以上,而eMMC在平板電腦上將得到廣泛應用,內嵌存儲也將向高容量發展。同時eMMC可能將滲透到更多行業,如車載設備、學習機、數字電視、IPTV機頂盒等領域,eMMC整體需求量將進一步擴大。

        此外,NAND Flash成本下跌以及eMMC控制芯片技術日漸成熟,使eMMC價格一直呈現下滑走勢。據中國閃存市場網報價顯示,2012年eMMC 4GB平均價格從年初的5.25美元下跌至3.3美元,跌幅為37%。8GB平均價格從9.25美元下跌至6.15美元,跌幅為33.5%。從目前的價格來看,8GB已臨近4GB去年初的價格,隨著eMMC價格的降低,生產商將更趨向于采用8GB eMMC,并向16GB eMMC轉移。


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