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低端智能手机：eMMC的新机遇

 

自2012年下半年起，低端智能手机开始大量采用eMMC/eMCP存储器，这为存储控制器厂商带来了新的机会，而设计服务公司也可从中分一杯羹。

 

 

 

在智能手机领域，eMMC和eMCP将逐渐取代MCP存储器。估计目前只有65%的智能手机使用eMMC嵌入式存储器，但随着低端智能手机开始使用eMMC，2013年底它的市场份额将上升到90%，这意味着对于eMMC控制IC厂商将增加2亿美元的市场商机。

NAND闪存控制IC产业也在发生着变化。由于eMMC控制IC需要更高的可靠性和软件技术，NAND闪存制造商正在加强它们自身内部设计能力，以降低对外依赖程度。这对第三方控制器制造商如群联电子和慧荣科技来说是不利的，但是对于设计服务公司如智原科技(Faraday)却有积极的促进作用，他们能够帮助闪存制造商提供IP核、工艺技术以及促进与代工厂的关系。因此中国低端智能手机采用eMMC对设计服务公司将是一个新的推动力，基于联发科技和高通平台的低端智能机解决方案都会于2012年下半年开始采用eMMC。

 

 

eMMC将在智能手机中普及

eMMC是一个将NAND闪存与闪存控制器集成在一起的NAND闪存模块，通常用于移动设备中，如智能手机、平板电脑、电子阅读器及全球定位系统(GPS)。较旧和较便宜的智能手机设计很少用到嵌入式闪存，需要用户插入SD卡作为存储器。

使用eMMC有下面几个优点。首先因为闪存和控制器总是一起协同工作，所以将各种不同类型的闪存整合到一个设备中比较容易，从而使得最终产品上市所需时间更短。其次在性能方面，eMMC的传输速度是microSD的5倍，也即是50MB/S，而后者只有10MB/S，因此eMMC为移动设备在视频和图像处理方面提供了更好的用户体验。第三，eMMC能够减少主应用处理器的负担。在MCP设计中，应用处理器需要用到部分计算资源来控制NAND闪存，随着纠错越来越重要，其运算负担也会越大。而一个单独的eMMC控制器可以分担应用处理器的负荷，这也就意味着应用处理器能够与各种类型的闪存一起工作。最后，消除了SD卡插糟可以减小PCB的尺寸，从而为移动设备的设计提供更高的灵活性。

eMCP集成了eMMC和DRAM(LPDDR)，随着嵌入式DRAM和NAND内容需求的增加，eMCP的应用将会越来越普遍。目前eMMC和eMCP仅用在中/高端智能手机领域，因为它们的成本相较SD卡要高，主要原因是eMMC需要高成本、高质量的MLC闪存，而SD卡通常使用TLC闪存。不过随着低端智能手机性能的提高，闪存技术也在不断进步。这样一来，低端智能手机也开始采用eMMC，例如联发科技的6573芯片使用的是较旧的MCP存储器设计，而6575既可以使用eMMC也可以是MCP，相信6577将只用eMMC/eMCP，对于高通平台也同样如此。

由于低端智能手机的时钟速度目前已经达到1GHz甚至以上，为了充分发挥性能，需要用到LPDDR II DRAM。旧的MCP设计只支持LPDDR I，而eMCP能够支持LPDDR II。展望未来，手机制造商可能使用eMMC加一个单独的LPDDR II DRAM，或者是一个混合的eMCP，但eMCP很可能会更普及，因为它具有更好的性能和更低的成本。

 

 

为设计服务公司带来机遇

eMMC控制器设计的关键门槛不是芯片本身，而是其固件。由于NAND闪存制造商对固件的要求不同，因此预计闪存与控制器两者将会有更为紧密的集成。和SD卡相比，有更多闪存控制器厂商在内部设计存储控制器。目前三星、东芝和SanDisk的eMMC控制器80%以上都是各自生产的。虽然分立控制器目前占据了SD卡总体市场的90%，但预计eMMC分立控制器市场份额不会超过30%，主要是用在一些较小的闪存制造商(如美光、海力士)，因为他们没有能力自己内部生产控制器。这就为设计服务公司提供了机会，设计服务公司拥有良好的设计技术，能够通过定制化工艺和它们的IP库帮助进行内部开发，可优化芯片性能，降低功耗并提升速度。未来设计服务公司可以增加NAND闪存制造商或SSD系统设计客户，以满足他们对内部芯片开发的设计服务需求。虽然海力士和东芝目前还没有用到芯片设计服务，但它们的优势是非常明显的，两家公司都没有透露自身潜在的芯片设计服务伙伴。

自2012年下半年起，低端智能手机将成为刺激eMMC/eMCP需求增长的主要推动力，智原科技将是首要受益者。预计2012年低端智能手机市场需求将达到2.5亿部，占非苹果智能手机出货量的50%，相信2013年这个市场将增长至约4亿部，同比增长60%。如上所述，中国主要的智能手机芯片供应商联发科技与高通在2012年下半年已经开始在它们的新平台上采用eMMC或eMCP，预计到2013年智原科技在低端智能手机市场的收入将达到其总收入的15%~20%，占据该市场30%的份额。

在eMMC控制器IC市场上，美国半导体公司的竞争力较弱，因为eMMC控制器设计的关键是需要理解NAND闪存制造商的新技术规格，这就意味着只有NAND闪存制造商的内部设计团队(包括其设计服务合作伙伴)或者是它的投资企业(如东芝和海力士的投资企业群联电子)才能够进入这个市场。这是它与PC处理器或者智能手机芯片组不同的地方，对后者来说技术和与OEM厂商之间的关系非常重要，而这些是美国公司如英特尔和高通的强项。

相比之下，由于大多数NAND闪存制造商仍然不熟悉PC系统的存储设计，所以SSD控制器IC给美国公司如Marvell和LSI留下了发展的空间。然而随着SSD技术越来越成熟，会有更多的NAND闪存制造商转向公司内部设计团队，或者是亚洲IC设计公司(如群联电子和智微科技)，以此降低成本并打入到PC OEM/ODM厂商中。

 

(本文原文刊载于《集成电路应用》杂志2012年第9期，转载请注明出处。)