超低功耗記憶體賦予IoT應用更長電池壽命與超小外型
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物聯網與穿戴式裝置的硬體設計趨勢，是朝向更長電池壽命、更小系統體積、更安全的資料傳輸來發展，因此在記憶體的設計上，必須選擇符合上述條件的產品，才能增加產品競爭力。為此，已有廠商推出超低功耗與寬電壓設計、超小型封裝、唯一識別碼與安全性一次寫入區等特色的記憶體家族，以進軍IoT與穿戴式裝置的市場。
旺宏電子(Macronix)產品行銷處副處長黃盛絨(Donald Huang)博士，以「Ultra Low Power Flash Memory Solutions for IoT/Wearable Applications」(物聯網與穿戴式應用的超低功耗快閃記憶體解決方案)為主題，介紹物聯網時代的記憶體需求。各市場研究報告指出，可攜式聯網裝置數量，將到達100億等級的規模。其中第一波IoT市場(一般認為是穿戴式裝置與低功耗藍牙裝置)預計於2017年到達3億的出貨量。
依照IoT的種類，可分為：端點裝置：如穿戴式裝置、智慧家庭、照明、警示？保安、智慧電錶、溫控器、車聯網、智慧藥丸、醫學檢測等；無線連結：如低功耗藍牙、ZigBee、Z-Wave、Wi-Fi等；閘道裝置：如IoT閘道器、行動裝置、手機、平板、汽車等；以及雲端(資料中心)。
然而站在記憶體研發商的角度來看IoT與穿戴式裝置的記憶體趨勢，可發現IoT的趨勢正往更長電池壽命、更小系統體積、更安全的資訊傳輸發展，因此IoT與穿戴式產品的記憶體設計，需具備超低功耗與寬電壓、小型化、唯一ID識別機制與安全一次性寫入(OTP)區等功能。
三大IoT趨勢下 記憶體的解決方案
NOR快閃記憶體介面的演進，從2000年的以Parallel為主流，到了2010年開始以Serial NOR為主流。而在旺宏的新產品組合中，就分成以高功能為訴求、與低功耗為訴求的兩種產品發展方向。以IoT所訴求的超低電壓產品線MX25R，就能支援1.65~3.6V的寬電壓、超低功耗設計，此外還具備標準Serial NOR快閃記憶體介面、小型化、唯一ID與安全一次性寫入(OTP)區等特色。
MX25R家族提供低功耗或高效能的切換能力，在超低功耗(ULP)模式下，此時Configuration Register中bit1的值為0，deep power down(DPD)電流只有0.1uA、待機模式下電流僅5uA。若將bit1設定為1，則會切換到高效能模式(HPM)，此時就可以4個I/O接頭，讀取速度達80MHz以上，因此適合IoT與穿戴式裝置導入使用。
相較於傳統記憶體的功耗設計，MX25R不管是在待機、讀取、寫入、抹除之下，其HPM模式就能比傳統記憶體節省約60%以上的電力，而ULP模式更可節省80%以上的電力。因此MX25R在IoT裝置的功耗設計上是非常有幫助的。
再看安全功能部份，MX25R具備Unique ID(每顆IC都有16 Bytes的唯一識別ID)、Secured OTP area(4Kb由客戶寫入加上4Kb由原廠寫入，為一次性寫入設計，一旦寫入之後就無法再更改)、區塊鎖定保護(可彈性設定某些區域為保護唯讀狀態)，提供絕佳資料安全性，可符合IoT與穿戴式裝置在安全性設計上的需求。
低功耗、寬電壓 增加電池使用壽命
黃盛絨進一步說明，MX25R家族的電池壽命提升之秘訣，採用超低深度省電模式(Deep Power Down Mode)時，電力需求比傳統模式還少95%。在讀取時(以8MHz正常讀取)，MX25R的尖峰電流與平均電流，比傳統記憶體減少35%~76%；在抹除時，則是減少60%~79%。因此對於使用電池供電設計的裝置，非常有幫助。
例如智慧手環，若有99.9%的時間都是在深度省電模式下運作，且只有0.1%的時間會做讀取動作，因此MX25R可以幫助減少40%(HPM)至60%(ULP)的電力。而在智慧手錶中，以每小時有100次寫入或抹除來計算，其他時間為待機模式，此時MX25R便可幫助減少60%(HPM)至65%(ULP)的電力。
至於在寬電壓部份，MX25R支援1.65~3.6V，對於簡單的系統來說，甚至可以減少電壓調節器(Regulator)的元件，不僅減少BOM成本，亦可提升電池的使用壽命。
在外型設計部份，以16Mb容量為例，一般小型封裝的Flash IC，採209mil、8-SOP的針腳設計，面積為41mm2，而採用6x5mm 8-WSON封裝，則只要30mm2。而MX25R 16Mb 甚至可支援2x3mm 8-USON超小型封裝，面積則降到6mm2，若採用1.58x1.99mm WLCSP封裝或使用KGD，則面積則可再降一半約只有3mm2，以滿足IoT與穿戴式裝置微型化設計的需求。
深耕NOR市場 提供完整記憶體產品組合
旺宏深耕非揮發性記憶體市場超過25年，擁有超高市占率。在ROM市場中，2014年市占超過90%，為世界第一，而在NOR Flash市場中，市占率達18.8%，為世界第三。此外，旺宏更在2012年進軍NAND Flash產品，提供完整記憶體產品組合。
旺宏在研發投入不少心力，投入資金逐年增加，累計至2015年3月，共獲得5,833項的專利許可。在新技術與新世代記憶體的研發上也不遺餘力，例如在Charge Trapping(電荷儲存式)記憶體、PCM(相變記憶體)、ReRAM(可變電阻式記憶體)所發表的論文數量，就比其他世界大廠還多。
總之，IoT與穿戴式裝置朝向更長電池壽命、更小系統體積、更安全的資訊傳輸趨勢邁進，旺宏MX25R具備超低功耗、寬電壓、微型化、唯一ID與安全OTP區等特性，提供512kb~64Mb的容量，已在送樣階段，並已獲得主晶片與系統廠商驗證通過，適合IoT與穿戴式裝置導入使用。至於新世代的超低功耗記憶體ReRAM，則可說是頗具有潛力的一種技術。
