《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 嵌入式技术 > 其他 > eMMC/eMCP将成为移动设备嵌入式存储主导技术

eMMC/eMCP将成为移动设备嵌入式存储主导技术

2015-04-28

【引言】eMMC具有兼容性强、设计简便的特点,广泛应用于移动设备中。随着人们对设备存储容量的需求加大以及成本进一步降低,eMMC应用面还将不断扩大。

        eMMC采用统一的MMC标准接口,将存储芯片(NAND Flash)及其控制芯片封装在一颗BGA芯片内。eMMC可以很好解决NAND Flash管理困难的问题,系统厂商只需要选择所需容量的eMMC芯片,而不用理会Flash品牌差异、纳米制程技术改变、兼容性等一系列管理难题,从而简化终端产品关于存储方案的设计,缩短新产品推出的时间。eMMC的性能以及可靠性也较普通存储卡优越,可帮助厂商推出具有竞争性的功能应用(如eMMC的高速写性能可以帮助手机厂商开发各种高清视频和图像应用功能),提高用户体验以及产品黏性。

eMMC规范发展促进应用面不断扩大

        eMMC规范从2008年的V4.2发展到现在的V4.5,理论写速度也从10MB/s提升至200MB/s,同时根据嵌入式产品设计需要增加很多新功能,并且大幅增强数据防护与处理效率。2012年V4.41已成为市场主流,V4.5产品也已开始进入生产阶段,预计2013年下半年V4.5 eMMC将替代V4.41成为主流。

        eMMC标准主要是为了解决Flash纳米制程技术升级带来的品质、可靠性下跌的问题,满足用户对高性能、高可靠性存储需求而开发的芯片,主要应用于需要大容量数据存储的手持终端产品。随着eMMC产品功能增加、速度大幅度提升,eMMC已被智能手机、中高端平板电脑、超极本、智能电视以及云端服务器等产品广泛应用。

智能手机嵌入式存储转向eMCP/eMMC

        早期智能手机嵌入式存储主流方案为NAND MCP,即把SLC NAND Flash与低功耗DRAM封装在一起,具有生产成本低、技术相对成熟等优势,目前主要规格有4+2(4Gb SLC+2Gb LPDDR1/2)、4+4(SLC与LPDDR1/2各4Gb)等。随着手机所用操作系统的程序代码容量变大,特别是随着Android操作系统的广泛流行,厂商希望在手机中预装大量程序及软件,SLC NAND Flash已很难满足手机对存储容量的需求。三星等厂商开始将eMMC和低功耗DRAM封装在一起,满足手机对较大容量的要求,eMCP存储方案开始得到客户接受,在手机行业中广泛应用。但目前只有三星、SK海力士等少数供应商有较全的产品规格和稳定供货,对于最终用户来说还有很大的采购风险。目前应用较广的eMCP规格有4+4(eMMC和LPDDR1/2各4Gb)、4+8(4GB eMMC+8Gb LPDDR2)和16+8(16GB eMMC+8Gb LPDDR2)等。目前采用联发科技的MT6577平台手机均为采用eMCP存储方案为主。

        高端智能手机因为PCB空间有限,以及CPU与DRAM高频通讯等特点,厂商更青睐采用处理器和LPDDR2进行POP封装,外加单颗eMMC的存储方案,这样可以减轻工程师设计PCB的难度,减少处理器与DRAM通讯信号的干扰,提高终端产品性能。目前采用高通MSM8260/MSM8960以及STE U8500等平台手机则是采用此方案。

        2012年eMMC生产商主要以eMMC 4.41规范为主,不过三星、SanDisk已经推出了eMMC V4.5规范的产品,比如三星的eMMC Pro Class 1500和eMMC Pro Class 2000、SanDisk的128GB iNAND Extreme。银灿eMMC 4.5控制芯片IS510已出货,即将发布的eMMC V4.5新控制芯片IS511。

20130313100723_69247.jpg

手机与平板电脑推动存储需求

        目前智能手机需求表现强劲,三星受惠于Galaxy系列热卖,2012年第三季度销量一举冲上5,630万台,苹果则受惠于iPhone 5上市,2012年第四季度iPhone销量将上升至4,000~5,000万台。高端智能手机存储主要以16/32/64GB eMMC为主,苹果、三星等品牌智能手机增长成为eMMC出货的主要推动力。

        在高端智能手机不断成长的同时,联发科技、高通等力推在低端智能手机中采用eMMC/eMCP。2012年下半年,他们开始在其新平台上使用eMMC或eMCP,例如联发科技的MT6575/MT6515、MT6577/MT6517均可支持eMMC或eMCP;高通除了双核、四核的MSM8225Q和MSM8625Q外,又推出两款新四核芯片组——MSM8226和MSM8626(可能2013年第二季度才会有样品),四核芯片的推出不仅提高eMMC/eMCP在低端智能手机的渗透率,而且还将推升eMMC存储从4GB/8GB向16GB转进,还可以有力刺激双核智能手机普及率提升。

        IDC数据报告称,2012年全球智能手机出货量达7.17亿部,比2011年增长45%以上,2013年出货量依然持续成长,eMMC和eMCP的需求量也将随之继续快速增加。

20130313100750_35692.jpg

        平板电脑市场依然以iPad为主,不过中低端平板电脑在全志A13、瑞芯RK2918、晶晨AML8726-MX等双核芯片不断量产的推动下,国内平板电脑以蚂蚁雄兵之势快速成长。据平板业者指出,2012年国内平板电脑出货量可达到5,000~6,000万台的规模,较2011年1,400万台增长数倍。而且随着全志A31、瑞芯RK3188等四核芯片陆续发布,国内低端平板电脑市场将得到进一步提升,预计2012年全球平板电脑总需求将达亿台以上,而eMMC在平板电脑上将得到广泛应用,内嵌存储也将向高容量发展。同时eMMC可能将渗透到更多行业,如车载设备、学习机、数字电视、IPTV机顶盒等领域,eMMC整体需求量将进一步扩大。

        此外,NAND Flash成本下跌以及eMMC控制芯片技术日渐成熟,使eMMC价格一直呈现下滑走势。据中国闪存市场网报价显示,2012年eMMC 4GB平均价格从年初的5.25美元下跌至3.3美元,跌幅为37%。8GB平均价格从9.25美元下跌至6.15美元,跌幅为33.5%。从目前的价格来看,8GB已临近4GB去年初的价格,随着eMMC价格的降低,生产商将更趋向于采用8GB eMMC,并向16GB eMMC转移。