dram技术现状（物联网时代的DRAM选择）

dram技术现状（物联网时代的DRAM选择）虽然拥有丰富的产品线，但在华邦看来，随着终端应用的层出不穷，我们需要做出新的应对。值得一提的是，在2021下半年，25nm制程产品已占华邦电子DRAM营收的五成以上。低调的DRAM玩家成立于1987年9月的华邦电子是一家专业的内存集成电路公司。据公司官网介绍，其核心产品包含编码型闪存（Code Storage Flash Memory）、TrustME 安全闪存、利基型内存（Specialty DRAM）移动内存（Mobile DRAM），是台湾唯一同时拥有DRAM和Flash自有开发技术的厂商。正因为拥有如此丰富的产品线，华邦电子在过去两年也随着行业的发展拥有极优的财务表现。据财报显示，华邦电子在2021财年合并营收为新台币995亿7千万元，较去年同期增加64.08%。具体到存储事业部方面，据介绍，公司在上个财年的营收为新台币575.33亿元，较去年同期增加17.9%，其中闪存产品线占比

在半导体市场，DRAM是一种非常值得关注的芯片品类。正如Gartner统计显示，在2021年5835 亿美元的半导体市场中，DRAM 贡献了当中的15.85%，营收高达925 亿美元。由此可以看到其在半导体市场中的重要性。

而根据维基百科，所谓DRAM（Dynamic Random Access Memory），也就是动态随机存取存储器。作为RAM（中文简称：随机存储器）的一种代表，其主要的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特（bit）是1还是0。

由于在现实中晶体管会有漏电电流的现象，导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确的判别资料，而导致资料毁损。因此对于DRAM来说，周期性地充电是一个不可避免的条件。由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态”存储器。相对来说，静态存储器（SRAM：Static Random Access Memory）只要存入资料后，纵使不刷新也不会丢失记忆。

因为拥有巨大的市场，这些随机存储器产品就吸引了众多厂商进入这个市场。他们也根据其特性的不同，将其推广到不同的应用场景中，来自台湾的华邦电子就是当中的一个重要参与者。

低调的DRAM玩家

成立于1987年9月的华邦电子是一家专业的内存集成电路公司。据公司官网介绍，其核心产品包含编码型闪存（Code Storage Flash Memory）、TrustME 安全闪存、利基型内存（Specialty DRAM）移动内存（Mobile DRAM），是台湾唯一同时拥有DRAM和Flash自有开发技术的厂商。

正因为拥有如此丰富的产品线，华邦电子在过去两年也随着行业的发展拥有极优的财务表现。据财报显示，华邦电子在2021财年合并营收为新台币995亿7千万元，较去年同期增加64.08%。具体到存储事业部方面，据介绍，公司在上个财年的营收为新台币575.33亿元，较去年同期增加17.9%，其中闪存产品线占比为55%，高容量NOR Flash产品营收占比持续提升。而DRAM产品线占比为45%。

值得一提的是，在2021下半年，25nm制程产品已占华邦电子DRAM营收的五成以上。

虽然拥有丰富的产品线，但在华邦看来，随着终端应用的层出不穷，我们需要做出新的应对。

“如在PC、手机和服务器等主流应用，需要的是速度快和容量大的DRAM。面向车用、网络、电视等消费型电子市场，需要的则是华邦电子所谓的利基型内存（Specialty DRAM）——主流是指DDR2 / DDR3，low power DDR2 / DDR3。传统的的市场或一些比较成熟的芯片平台则大部分使用SDRAM、DDR或者是low power SDRAM。”华邦电子DRAM产品营销技术经理廖裕弘在日前举办的一场媒体会上举例说。

他进一步指出，和三星、美光、SK海力士等主要专注于PC、手机和数据中芯DRAM的厂商不一样，华邦主要以specialty DRAM市场为主。公司产品线包含了DDR系列和Low power DDR系列。

“除此之外，我们还推出了一条叫做HyperRAM的新产品线，该系列产品将会在AIoT时代发挥重要作用。”廖裕弘补充说。

物联网提出了新需求

根据廖裕弘的观点，IoT的不同时代，整个产品的结构会有一些不同。

例如在最早的物联网，主要的信息都是来源于传感器，包括感光、感电、感压或者是感温等各种功能，而传感器传来的信息比较简单，信息间的传递也不需要太大的频宽。

可是后来的工业物联网，rich IoT的时代，物联网的终端装置变得比较复杂。不仅仅是传感器，还会有本地算法，这要求在本地进行一些基本的数据决策和计算。再加上4G的发展，seamless network（无缝网络/全覆盖网络）变得十分重要。

进入AIoT时代，大部分的人觉得即使是边缘计算，大部分的运算会在边缘服务器上或者是边缘网关上。可是事实上，现在的趋势是将相当分量的计算放在边缘终端上。这首先就需保证低延迟，因为大家在使用AI运算的时候，希望及时性越来越高；其次是关注隐私。然后再通过一些网络结点的相互串联，去执行整个产品的运算。

“最早的物联网市场是设备到设备之间的互联，以及机器到机器的互联。这些“连接”交换的主要是各种机器语言以及必要的资料，数据包的数据量比较小。然而，随着物联网发展，大量的图像、声音、data stream（数据流）被加入到其中，这就使得物联网不再单纯是机器之间互联，还会是人机互联，所以它所产生的的数据也不再是单纯的机器类型，而是各式各样的数据流，且数据量也随之加大。”廖裕弘总结说。

华邦在一篇技术文章中也表示，对于物联网应用，为了在市场上获得广泛采用，必须满足各种设计考量因素，例如低成本、低功耗和运算效率。尤其，对于电池供电的装置 (例如智能型喇叭和智能型电表) 而言，除了丰富的物联网功能和易于使用的人机界面，电池寿命也成为产品成功与否的关键，因此低功耗因素变得越来越重要。为了实现较长的电池寿命，除了使用低功耗 MCU，还应考虑其他低功耗的周边元件。

文章进一步指出，针对上述需求，许多 MCU 供应商正在开发效能更高、功耗更低的新一代 MCU，以满足市场需求。此外，从整体系统设计的角度来看，与 MCU 搭配使用的 DRAM 也需要新的选择，以提供比现有 SDRAM、低功耗 SDRAM 和 CRAM/PSRAM 更佳的优势。

“MRAM和RRAM这样的新型存储主要就是为了满足上述需求而生的。除此以外，HyperRAM也是其中一个选择。”廖裕弘告诉记者。但和前两者不同，HyperRAM扮演的角色是data buffer（数据缓冲），主要用于暂存图像或者是音频信息，这些信息通过UI、触控屏幕、语音控制来展示。除此之外，部分网络会需要buffer（缓冲）计算（包括协议之间的切换）。而MRAM和RRAM主要是满足计算机里面的main memory（主存储）需求，用来连接cache。

HyperRAM是最好答案？

从廖裕弘的介绍我们得知， HyperRAM是由 Cypress 于2015 年推出的产品。华邦电子因为认可这个技术的优势，便加入了 HyperRAM阵营，并推出了一系列产品。

从技术原来上，HyperRAM的工作形式大部分是以SPI信号格式为延伸，以8个接口去下command、address和data，其他是一些基本的控制pin。经过多年的发展，HyperRAM 已经发展到了3.0。在这个新标准上，因为延续了2.0的控制，所以前面的data pin基本上是一致的，只是额外调整了多8个data pin出来，实现了双倍存取频宽。

具体到华邦方面，历经多年的发展，公司现在已经量产了64Mb、128Mb、256Mb和512Mb 四种容量的HyperRAM 2.0产品，这些产品归根到底是8 I/O的SPI pseudo SRAM。自去年开始，华邦还开始量产HyperRAM 3.0的256Mb产品，该系列的KGD封装已经为客户提供了量产支持，而WLCSP封装也已经design in，并且实现了小批量量产了。

除了华邦电子以外，历经多年发展的HyperRAM已经形成了一个包括供应商、集成了HyperRAM的Soc客户以及IP厂商在内的丰富生态圈。

首先，在供应商方面，迄今为止有英飞凌（也就是以前的赛普拉斯）、ISSI和华邦在内的三家存储厂商加入了HyperRAM生态。“在加入后，华邦和英飞凌有展开战略合作，共同推出了HyperRAM 2.0和3.0产品。公司的产品在规格上和其他两家产品几乎一致，但公司经营策略稍有不同——英飞凌和ISSI的应用市场主要是车用和工控。而华邦的定位是Specialty DRAM，所以我们会覆盖到消费电子、工业用和车用的部分，并不会做很大的区分。”廖裕弘告诉记者。

HyperRAM生态的第二类参与者就是集成了这类RAM的Soc客户。

廖裕弘表示，华邦HyperRAM的很大一部分都是向客户提供KGD，然后被集成到很多应用产品上。当中包括物联网、定位装置（tracker），甚至一些Display、FPGA的应用都已经SiP了华邦的HyperRAM。来到封装片市场，华邦也和恩智浦、意法半导体和瑞萨等SoC厂商做了对接，他们在其某些MCU都已经配备了HyperRAM接口。除了这些全球前十的MCU供应商外，华邦还和一些特定市场的MCU厂商（如Ambiq、高云半导体）在HyperRAM上建立了合作关系。

此外，IP厂商也是HyperRAM生态中的一类重要参与者。

在廖裕弘看来，HyperRAM想要能成功推广，就必须要让MCU厂商可以顺利的制造可以集成HyperRAM的MCU。这也是英飞凌在开始制定HyperRAM时，就和Cadence、Synopsys这些控制IP厂商进行了合作的原因。华邦也和一些控制IP厂商（如美国Mobiveil和欧洲Synaptic-Labs）建立策略联盟。

“华邦HyperRAM主要的三个特色是低功耗、低引脚数、小尺寸，可为终端产品，尤其是物联网产品节省包括HyperRAM、PCB空间和SOC引脚数的空间。”廖裕弘总结道。得益于这些优势，华邦的HyperRAM现在每个月出货达到近千万片。

展望未来，廖裕弘希望华邦的HyperRAM能在物联网的广泛市场取代legacy DRAM，帮助消费者提升物联网终端应用的体验，公司也在为此做充分的准备。

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