eMMC/eMCP將成爲移動設備嵌入式存儲主導技術
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【引言】eMMC具有兼容性強、設計簡便的特點，廣泛應用於移動設備中。隨着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採用統一的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於存儲方案的設計，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規範發展促進應用面不斷擴大
eMMC規範從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，並且大幅增強數據防護與處理效率。2012年V4.41已成爲市場主流，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成爲主流。
eMMC標準主要是爲了解決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，主要應用於需要大容量數據存儲的手持終端產品。隨着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、智能電視以及雲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爲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。隨着手機所用操作系統的程序代碼容量變大，特別是隨着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，對於最終用戶來說還有很大的採購風險。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。目前採用聯發科技的MT6577平臺手機均爲採用eMCP存儲方案爲主。
高端智能手機因爲PCB空間有限，以及CPU與DRAM高頻通訊等特點，廠商更青睞採用處理器和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。目前採用高通MSM8260/MSM8960以及STE U8500等平臺手機則是採用此方案。
2012年eMMC生產商主要以eMMC 4.41規範爲主，不過三星、SanDisk已經推出了eMMC V4.5規範的產品，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，即將發佈的eMMC V4.5新控制芯片IS511。
智能手機幾種嵌入式存儲方案比較
目前智能手機需求表現強勁，三星受惠於Galaxy系列熱賣，2012年第三季度銷量一舉衝上5,630萬臺，蘋果則受惠於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爲主，蘋果、三星等品牌智能手機增長成爲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採用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年第二季度纔會有樣品)，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。
平板電腦市場依然以iPad爲主，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。而且隨着全志A31、瑞芯RK3188等四核芯片陸續發佈，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，跌幅爲37%。8GB平均價格從9.25美元下跌至6.15美元，跌幅爲33.5%。從目前的價格來看，8GB已臨近4GB去年初的價格，隨着eMMC價格的降低，生產商將更趨向於採用8GB eMMC，並向16GB eMMC轉移。
附：
【題目】USB 3.0接口逐漸成熟，市場需求升溫
USB 2.0向3.0發展是業者一直期待的，主要是傳輸接口速度可從48MB/s提升到5Gbps(500MB/s)，這樣的速度對於用戶是比較有誘惑力的。過去的一年中，受市場等其他因素的影響，目前市面上各家USB 3.0產品的速度從10MB/s到90MB/s不等，有着非常明顯的速度差別，各自推出各自標準的產品，並無統一規範。事實證明，2012年USB 2.0依然佔主導位置，USB 3.0經歷了一年的寒刺骨，2012年終於迎來撲鼻香，但這僅僅是起步，還需要在未來的一年裏面更加努力推廣。
USB 3.0傳輸速度本身較USB 2.0快10倍，性能表現優越，而英特爾Ivy Bridge處理器集成USB 3.0後更是助長了其成長的動力。最新Ivy Bridge構架的Z77、B75、H77等芯片組主板都可支持原生USB 3.0，即在主板上集成了USB 3.0控制芯片，當使用USB 3.0時南橋集成的控制器直接啓動，無需安裝驅動程序，這樣讓USB 3.0速度有小幅度提升。現在主板廠商可避免不同第三方USB 3.0控制芯片性能差異造成的影響，降低主板設計複雜性，同時節省成本。此外Windows 8也原生支持USB 3.0標準。
USB 3.0控制芯片技術推動外圍產品成長
相比目前的USB 2.0接口，USB 3.0增加了更多並行物理總線。從線纜結構上可以看到，新標準在原有4線結構(電源/地線/2條數據)基礎上再增加了4條線，用於接收和傳輸信號。因此不管是線纜內還是接口上總共有8條線路，正是額外增加的4條線路提供了所需帶寬支持，因此得以實現高速傳輸。此外，USB 3.0信號傳輸仍然採用主機控制方式，不過改爲了異步傳輸。它利用雙向數據傳輸模式，而不再是USB 2.0時代的半雙工模式，這樣數據只需要朝一個方向流動就可以了，簡化了等待引起的時間消耗。USB 3.0可以在存儲器件所限定的存儲速率下傳輸大容量文件(如高清電影)。例如，一個採用USB 3.0的閃存驅動器可以在15秒將1GB的數據轉移到一個主機，而USB 2.0則需要43秒。
如今硬件、軟件均支持USB 3.0，使得支持USB 3.0的外圍產品需求開始逐漸升溫，尤其是閃存盤。據瞭解，USB 3.0控制芯片廠慧榮、銀燦、羣聯、鈺創、祥碩、創惟等紛紛看好2012年USB 3.0外圍產品的成長，2012年下半年出貨已有大幅度的提升，2013年將全力衝刺USB 3.0產品。其中銀燦USB 3.0閃存盤控制芯片出貨量單月達180萬顆，2013年初將挑戰200萬顆;羣聯2012年USB 3.0控制芯片月出貨已提升至100萬顆;祥碩2012年USB 3.0外圍應用芯片出貨量突破3,600萬顆。
隨着USB 3.0控制芯片技術的不斷推進，USB 3.0控制芯片價格已達到0.6~0.8美元，較USB 2.0控制芯片0.2~0.4美元的價格相差無幾，但是目前USB 2.0系統產品和USB 3.0產品在價格、傳輸速度上還是有一定的差異。
USB2.0與USB3.0接口標準對比
USB 3.0目前無法大量上量的原因之一是對應的外圍設備支持與更新換代較慢，用戶老的主板及機箱上大多都配備的是USB 2.0接口，沒有USB 3.0接口的設計。對於普通用戶來講，不會爲了增加一個USB 3.0去給自己的電腦更新換代。因此USB 3.0閃存設備的應用還是受到制約。可喜的是，目前蘇寧、國美以及電商所陳列的產品都已經配備了USB 3.0接口，不久的將來我們就能看到USB 3.0產品蓬勃發展。
第二個原因是目前平板電腦等市場隨着時間推移在不斷增大，個人辦公與娛樂設備有着明顯的分水嶺。筆記本電腦完全用於個人辦公以及公司辦公，而平板電腦完全應用於個人娛樂，這樣的更新也會導致用戶對於筆記本的需求隨着平板電腦的上量相應減低。而在平板電腦領域，由於採用內嵌存儲爲主，對於USB 3.0的需求還沒有那麼迫切。
2012年業界看好USB 3.0的產品，並且對USB 3.0會在2013年的市場表現有着非常樂觀的預測。然而USB 3.0各家的尺寸大小無統一標準，目前的尺寸以及連接器標準大概有10種左右，在大家都覺得USB 3.0春天來臨之時，統一標準應該是各家所急需。
（本文原文刊載於《集成電路應用》雜誌2013年第02期，轉載請註明出處。）