【導(dǎo)讀】作為一項(xiàng)擁有近四十年發(fā)展歷史的非易失性存儲(chǔ)（NVM）技術(shù)，EEPROM憑借其獨(dú)特的技術(shù)特性，在當(dāng)前的智能化與物聯(lián)網(wǎng)浪潮中持續(xù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。全球知名半導(dǎo)體廠商意法半導(dǎo)體（ST）連接安全產(chǎn)品部市場(chǎng)總監(jiān)Sylvain Fidelis指出，該技術(shù)憑借其卓越的適應(yīng)性，持續(xù)為工程師在創(chuàng)新型系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提供理想的存儲(chǔ)解決方案。
從首款產(chǎn)品問(wèn)世到至今仍是很多設(shè)計(jì)師的首選NVM存儲(chǔ)器。EEPROM 被用于需要字節(jié)級(jí)擦寫粒度、高能效、更長(zhǎng)久的讀寫壽命和數(shù)據(jù)記錄時(shí)間的應(yīng)用場(chǎng)景，具有很高的易用性、靈活性和可擴(kuò)展性。
此外， Page EEPROM等創(chuàng)新產(chǎn)品增強(qiáng)了對(duì)邊緣人工智能、品牌保護(hù)、可持續(xù)性應(yīng)用等當(dāng)前設(shè)計(jì)趨勢(shì)的支持功能。
總體而言，EEPROM廠商不斷推進(jìn)技術(shù)發(fā)展，改進(jìn)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，連續(xù)提高存儲(chǔ)密度、讀寫性能和能效，以及產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。
主要優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用
今天，市面上的NVM 產(chǎn)品種類繁多且各具優(yōu)勢(shì)；例如，分立串口NOR 閃存以高速擦寫性能著稱，微控制器嵌入式閃存具有節(jié)省成本的優(yōu)勢(shì)， FRAM（鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器）以極速寫操作而受市場(chǎng)追捧。
在另一方面，字節(jié)級(jí)擦寫粒度也是EEPROM的一個(gè)重要特性，這幫助它從這些非易失性存儲(chǔ)解決方案中脫穎而出，為數(shù)據(jù)記錄等工作帶來(lái)優(yōu)異的存儲(chǔ)性能。在智能手機(jī)市場(chǎng)，設(shè)計(jì)人員面臨著嚴(yán)格的空間限制挑戰(zhàn)。嵌入式閃存內(nèi)仿真EEPROM成為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)的最佳選擇，這種擦寫粒度為EEPROM 在電路板上搶得一席之地。同時(shí)，其低功耗特性也契合了各類電池供電應(yīng)用的需求，如智能傳感器、智能手表、智能手機(jī)、健康與健身追蹤器及其他可穿戴設(shè)備。
此外，EEPROM具有更長(zhǎng)久的讀寫壽命和數(shù)據(jù)保留時(shí)間，能夠滿足車用數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的可靠性要求。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要記錄多路傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，為自動(dòng)駕駛應(yīng)用存儲(chǔ)重要參數(shù)是EEPROM的代表性應(yīng)用之一。EEPROM 的數(shù)據(jù)保留時(shí)間可達(dá)100 年或更久，輕松保證車輛在整個(gè)生命周期內(nèi)性能良好。
設(shè)計(jì)人員也非常認(rèn)可EEPROM 在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的靈活性。在項(xiàng)目早期，存儲(chǔ)容量需求可能難以預(yù)測(cè)，通常會(huì)隨著項(xiàng)目推進(jìn)而大幅提高。因?yàn)椴煌萘康拇?EEPROM 共用一種封裝和引腳布局，通過(guò)選擇更高容量的器件可以輕松擴(kuò)展存儲(chǔ)容量，而無(wú)需更改電路板布局。廠商提供各種容量的芯片，從低成本的 1Kbit 到 4Mbit，還提供多種封裝選擇，包括主流的 8 引腳SO-8表面貼裝。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)最終定型并投入生產(chǎn)的復(fù)雜程度已大大降低。
最近的兩個(gè)重要技術(shù)進(jìn)步表明， EEPROM能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求，特別是邊緣人工智能應(yīng)用、品牌保護(hù)和防止假冒產(chǎn)品的需求，以及強(qiáng)調(diào)電子產(chǎn)品可以修復(fù)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展需求。
Page EEPROM：打破數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的玻璃天花板
40年來(lái)，客戶應(yīng)用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量持續(xù)迅猛增長(zhǎng)，電子設(shè)備用戶需要更高的數(shù)據(jù)量和產(chǎn)品設(shè)置準(zhǔn)確度。本世紀(jì)初，使用容量高于256 Kbit的EEPROM似乎難以想象，同樣，在本世紀(jì)二十年代，使用2 Mbit的EEPROM也是難以想象。串口EEPROM的價(jià)值主張是，應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員只需為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分配一個(gè)8引腳的小封裝，然后可以靈活地選擇任何存儲(chǔ)容量。
意法半導(dǎo)體Page EEPROM打破了阻礙存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的玻璃天花板，能夠在 8引腳小封裝內(nèi)可靠存儲(chǔ) 32 Mbit 的數(shù)據(jù)。
Page EEPROM 是意法半導(dǎo)體的一項(xiàng)創(chuàng)新成果，兼具EEPROM 的高能效和耐用性與閃存的高存儲(chǔ)容量和讀寫速度，尤其是快速高效處理無(wú)線 (OTA) 固件更新的能力。目標(biāo)應(yīng)用包括需要低功耗、字節(jié)級(jí)數(shù)據(jù)記錄和小尺寸的智能表計(jì)，以及數(shù)據(jù)密集型的邊緣人工智能設(shè)備。常見(jiàn)應(yīng)用包括工業(yè)傳感器（資產(chǎn)跟蹤和智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)等應(yīng)用）、電動(dòng)自行車和醫(yī)療保健設(shè)備。耳背式助聽(tīng)器和GPS追蹤器是這種新型混合存儲(chǔ)器的首批應(yīng)用。
2024 年，意法半導(dǎo)體推出了存儲(chǔ)密度8 Mb、16 Mb 和 32 Mb的Page EEPROM。這些產(chǎn)品支持字節(jié)級(jí)擦寫操作，非常適合數(shù)據(jù)記錄，而頁(yè)面/扇區(qū)/塊區(qū)擦除和頁(yè)面寫操作則方便無(wú)線 (OTA) 固件更新。此外，緩存加載功能可以優(yōu)化初始化過(guò)程。
320 Mbit/s的數(shù)據(jù)讀取速度比標(biāo)準(zhǔn) EEPROM 更快，接近串口 NOR 閃存的讀取速度。50萬(wàn)耐擦寫次數(shù)是傳統(tǒng)串口閃存的數(shù)倍，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 100 年。此外，總體電能需求是串口閃存的十分之一。雖然寫操作電流與許多傳統(tǒng) EEPROM 處于同一水平，但是，具有快速喚醒功能的深度關(guān)閉模式可以將工作電流降至 1 μA以下。
峰流控制是這些器件的另一個(gè)新特性，可將最大功耗限制在 3 mA 以下。這個(gè)特性可以有效穩(wěn)定功耗，并最大限度降低電源噪聲，同時(shí)，理論上允許使用更小的電池，并延長(zhǎng)電池的續(xù)航時(shí)間。
市場(chǎng)現(xiàn)狀
目前，EEPROM全球市場(chǎng)規(guī)模約為每年8 億美元。意法半導(dǎo)體從1987 年開(kāi)始生產(chǎn) EEPROM芯片，自 2005 年以來(lái)一直是頭部供應(yīng)商之一。迄今為止，意法半導(dǎo)體EEPROM出貨量累計(jì)約 440 億顆，產(chǎn)品陣容包含 400 多個(gè)不同的型號(hào)， 如Page EEPROM芯片，它為市場(chǎng)提供了豐富的存儲(chǔ)密度和封裝選擇、性能參數(shù)和溫度等級(jí)，支持 1.2V 至 5V 的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓，支持規(guī)模化趨勢(shì)。
所有器件都包含在意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品長(zhǎng)期供貨計(jì)劃內(nèi)，該計(jì)劃承諾商用和工業(yè)EEPROM長(zhǎng)期供貨期10 年，汽車級(jí)器件長(zhǎng)期供貨15 年。意法半導(dǎo)體的IDM（垂直整合制造）模式讓公司可以全盤控制產(chǎn)品生命周期，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和營(yíng)銷。公司內(nèi)部不同部門之間的密切合作有助于更快地將可靠產(chǎn)品交付市場(chǎng)，并根據(jù)真實(shí)的客戶反饋推動(dòng)產(chǎn)品和工藝的開(kāi)發(fā)。
隨著 EEPROM 技術(shù)不斷發(fā)展，最新架構(gòu)的典型位單元面積是第一代架構(gòu)的五百分之一，在相同尺寸的芯片上，把存儲(chǔ)密度提高到1,000 倍。耐擦寫能力也得到了顯著提升，最高耐擦寫次數(shù)達(dá)到了400 萬(wàn)次，確保零故障保留數(shù)據(jù)。
未來(lái)存儲(chǔ)器
在需要穩(wěn)健、可靠、高性能 NVM 的應(yīng)用中，EEPROM 、閃存技術(shù)和 FRAM 一直為客戶提供強(qiáng)大的價(jià)值主張。在最新的創(chuàng)新技術(shù)帶來(lái)重要的新功能的同時(shí)，技術(shù)的不斷發(fā)展也進(jìn)一步擴(kuò)展了 EEPROM的產(chǎn)品特性。當(dāng)今世界以人工智能為中心，注重可持續(xù)發(fā)展，最新的EEPROM可以滿足未來(lái)新設(shè)計(jì)的需求。
小結(jié)：
在眾多存儲(chǔ)技術(shù)競(jìng)相發(fā)展的今天，EEPROM憑借其獨(dú)特的字節(jié)級(jí)擦寫能力、卓越的能耗控制和持久的數(shù)據(jù)保存特性，在邊緣計(jì)算、汽車電子等關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)出不可替代的價(jià)值。這項(xiàng)歷久彌新的技術(shù)通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新，正突破密度與速度的邊界，為智能化時(shí)代的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供著堅(jiān)實(shí)而靈活的存儲(chǔ)基石。
