討論到eMMC的發(fā)展歷程，必須要從介紹Flash的歷史開始

Flash分為兩種規(guī)格：NOR Flash和NAND Flash，兩者均為非易失性閃存模塊。1988年，Intel首次發(fā)出NOR flash技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。NOR類似于DRAM, 以存儲(chǔ)程序代碼為主，可以讓微處理器直接讀取。因?yàn)樽x取速度較快，但晶片容量較低，所以多應(yīng)用在通訊產(chǎn)品中，如手機(jī)。 

1989年，東芝公司發(fā)表NAND flash結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,更高的性能，并且像磁盤一樣可以通過接口輕松升級。因?yàn)?/span>NAND flash的晶片容量相對于NOR大，更像硬盤，寫入與清除資料的速度遠(yuǎn)快于NOR，所以當(dāng)時(shí)多應(yīng)用在小型機(jī)以儲(chǔ)存資料為主。目前已廣泛應(yīng)用在各種存儲(chǔ)設(shè)備上, 可存儲(chǔ)代碼和資料。

 

eMMC在NOR, NAND存儲(chǔ)芯片里的定位

 

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這里大家可以在如下的分類圖中了解到eMMC的產(chǎn)品定位。

     

可以看到eMMC內(nèi)部使用的是NAND Flash晶圓，屬于NAND Flash產(chǎn)品的一種。

 

NAND Flash的存儲(chǔ)單元發(fā)展:從 SLC, MLC到TLC/QLC，超越摩爾定律

SLC=Single-Level Cell, 即1bit/cell，讀寫速度快，壽命長，價(jià)格是MLC三倍以上，約10萬次讀寫壽命。

MLC=Multi-Level Cell, 即2bit/cell ,速度一般，壽命一般，價(jià)格一般，月3000-10000次讀寫壽命。

TLC=Triple-Level Cell, 
即3bit/cell，速度慢，壽命短，價(jià)格便宜，約500次讀寫壽命，技術(shù)在逐漸成長中。

QLC= Quad-Level Cell,

即4bit/cell，這是2019下半年才剛開始推廣，主要是為了滿足更大的容量，更便宜的成本。性能，速度，壽命都低于TLC。

  

 

摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出來的。其內(nèi)容為：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18個(gè)月翻兩倍以上。而NAND Flash行業(yè)的摩爾定律周期則只有12個(gè)月。

NAND Flash的存儲(chǔ)單元從最初的SLC（ Single Layer Cell）, 到2003年開始興起MLC (Multi-Layer Cell), 發(fā)展至今，后來主流存儲(chǔ)單元從MLC向TLC（Triple Layer Cell）甚至QLC邁進(jìn)。2017年開始，主流生產(chǎn)工藝也從之前的2D轉(zhuǎn)向3D。納米制程工藝和存儲(chǔ)單元的發(fā)展，使得同樣大小的芯片有更高密度和更多的存儲(chǔ)單元，Flash得以在容量迅速增加的同時(shí)，還大幅降低了單位存儲(chǔ)容量的成本。

但其弊端也輕易顯現(xiàn)，從原來的1bit/cell發(fā)展到后來4bit/cell, 計(jì)算更為復(fù)雜，出錯(cuò)率不免更高，讀寫次數(shù)和壽命也會(huì)更短。在這種情況下現(xiàn)有MLC 和 TLC Flash 都需要搭配一顆高性能的控制芯片來提供EDC和ECC、平均擦寫等Flash管理。

 

隨著近年平板電腦和智能手機(jī)等在全球熱潮來襲，嵌入式存儲(chǔ)eMMC即營運(yùn)而生

 

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iphone，iPAD帶動(dòng)了智能手機(jī)和平板電腦行業(yè)的迅猛發(fā)展，引發(fā)了電子產(chǎn)品更新?lián)Q代，對存儲(chǔ)硬件提出了更高的要求。多媒體播放、高清攝像，GPS，各色各樣的應(yīng)用以及外觀輕薄小巧的發(fā)展趨勢，要求存儲(chǔ)硬件擁有高容量、高穩(wěn)定性和高讀寫速度的同時(shí)，需要存儲(chǔ)芯片在主板中占有更小的空間。然而NAND Flash 隨著納米制程和存儲(chǔ)技術(shù)的主流趨勢發(fā)展，性能卻在不斷下降?？刹翆憠勖蹋鲥e(cuò)概率高，讀寫速度慢，穩(wěn)定性差。嵌入式存儲(chǔ)芯片eMMC就可以彌補(bǔ)這個(gè)市場需求和NAND Flash發(fā)展的缺口。

 

eMMC ( Embedded Multi Media Card) 采用統(tǒng)一的MMC標(biāo)準(zhǔn)接口， 把高密度NAND Flash以及MMC Controller封裝在一顆BGA芯片中。針對Flash的特性，產(chǎn)品內(nèi)部已經(jīng)包含了Flash管理技術(shù)，包括錯(cuò)誤探測和糾正，flash平均擦寫，壞塊管理，掉電保護(hù)等技術(shù)。用戶無需擔(dān)心產(chǎn)品內(nèi)部flash晶圓制程和工藝的變化。同時(shí)eMMC單顆芯片為主板內(nèi)部節(jié)省更多的空間。

  

 

 

eMMC未來的發(fā)展

接口：eMMC接口慢慢會(huì)切換到UFS接口。UFS的接口速度更快。目前新推出的主流手機(jī)和平板產(chǎn)品都已經(jīng)采用了UFS接口內(nèi)部材質(zhì)：市面上還是少量有MLC晶圓的eMMC，主要針對行業(yè)市場。主流的都已切換到3D TLC晶圓。

容量：128GB算是eMMC最大容量了。更高容量產(chǎn)品會(huì)切換到UFS。

大?。?/span>eMMC早期有12*18mm，目前主流切換成11.5*13。這兩年智能手表的興起，導(dǎo)致了ATO這種存儲(chǔ)公司推出了目前最小尺寸的eMMC，

另外CS創(chuàng)世推出的SD NAND也可以理解為mini型eMMC，大小只有6*8，只有8個(gè)pin腳. 有興趣朋友可以參考：http://www.longsto.com/product/31.html。

 

eMMC優(yōu)缺點(diǎn)

eMMC能成為消費(fèi)類電子產(chǎn)品的主流存儲(chǔ)芯片，一定有它的優(yōu)勢。主要體現(xiàn)在：

1， 容量大；2，速度快；3，兼容性好。無論內(nèi)部使用哪種晶圓，內(nèi)置的固件都已處理好。

 

隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起， eMMC的一些缺點(diǎn)也顯露出來了：

1， 成本高。eMMC主流起跳容量16GB，客戶即使只用128MB，也需要付出16GB的成本。

2， 尺寸大。11.5*13的尺寸對于很多穿戴式或者物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說還是太大了。

3， Pin腳多，不方便焊接。eMMC是BGA153封裝，153個(gè)pin腳，pin間距0.5mm。焊接是個(gè)問題，特別是PCB板比較小的時(shí)候。另外使eMMC必須要用4層板。

4， 通用性。對于新推出的大核CPU來說，基本都支持eMMC。但物聯(lián)網(wǎng)由于使用場景限制，很多還是采用MCU平臺(tái)。而這些平臺(tái)基本都不支持eMMC接口。

5， 擦寫壽命。主流eMMC內(nèi)部采用都是TLC NAND, 擦寫壽命只有500次左右。在需要頻繁擦寫的應(yīng)用場景會(huì)比較吃力。

 

也是基于eMMC在物聯(lián)網(wǎng)和穿戴式行業(yè)的應(yīng)用短板，CS創(chuàng)世獨(dú)家推出了SD NAND產(chǎn)品，可以完美解決以上問題。  

 

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