新时代，新存储,,物联网世界中的存储技术变革

最新财务数据显示，物联网、Wi-Fi6/6E、工业、通信网络等行业对存储芯片的强劲需求，使华邦电子在2022年上半年的收入达到30.86亿台币，同比增长19%，毛利率达到52%，创历史新高。汽车和工业汽车，涵盖信息娱乐系统、高级驾驶辅助系统和车载仪表板，包括智能电视、机顶盒、可穿戴设备和监控摄像头等消费电子硬盘驱动器、PC外围设备和打印机;通信（Communication），专门从事网络和智能手机业务，是华邦2022年上半年的四大收入来源，分别占25%、20%、24%和31%。

从路线图来看，Code Storage Flash、TrustME（TM）安全闪存和Specialty最具代表性的DRAM产品适用于需要4Gb或更低DRAM容量的应用，如AI加速器、物联网、汽车、工业、通信、Wi-6、Wi-6E、xDSL、光纤网络、智能电视、机顶盒、IP摄像头等。利基动态随机存取存储器组合涵盖不同类型的SDRAM、DDR、DDR3和DDR4，容量从16Mb到4Gb不等。移动随机存取存储器提供32Mb到4Gb的容量，包括PS RAM、？RAMTM、LPSDR/LPDDR、LPDDR2、LPDDR3和LPDDR4/4X。在技术方面，华邦台中工厂将专注于46nm和38nm工艺，高雄工厂将专注于20nm甚至1y以下的先进工艺技术。但就目前而言，25nm和25snm工艺是华邦的重点，在台中和高雄的两家工厂进行了大量投资。“从2019年到2021年，DRAM和闪存市场继续缺货，而COVID-19疫情和俄乌战争的影响延长了缺货时间表。我们预计内存市场的供应情况最早将在今年晚些时候或2023年之前得到缓解。Warbang DRAM产品技术经理Tetsu Ho在早些时候的研讨会上表示，不同类型的内存制造商正在积极提高产能，Warbang也不例外，预计第二家12英寸晶圆厂将于2022年第四季度投产。根据IoT Analytics & Research的最新报告，物联网半导体市场预计将从2020年的330亿美元增长到2025年的800亿美元，复合年增长率达到19%。其中，物联网微控制器（MCU）、物联网连接芯片组、物联网AI芯片组、物联网安全芯片组和模块将是增长最快的四个领域。

例如，微控制器是物联网市场的核心组件，主要负责物联网设备的传感器监控和控制，其市场渗透率预计将从2019年的18%增加到2025年的29%。到2025年，仅32位微控制器就将达到230亿。随着终端物联网设备越来越智能化，物联网AI芯片组出货量预计到2025年也将达到6亿台，复合年增长率高达22%（2019-2025年）与此同时，3G/4G/5G、LoRa、蓝牙超低功耗、Zigbee、Wi-Fi等多种无线通信模式应运而生，构建了物联网设备、手机、服务器和云之间的通信桥梁。当然，随着数据的大爆炸，数据安全的重要性也变得越来越重要，构建“基于硬件的根信任”已成为业界的普遍共识和目标。事实上，华邦的存储产品在上述四个领域无处不在，默默地扮演着AIoT伟大时代的幕后英雄角色，但却鲜为人知。在智能手表中，包括心率、血压、呼吸，甚至是最重要的血氧水平在内的所有数据都被完全记录在内存芯片上，如64Mb伪SRAM、128Mb低功耗SDR、256Mb HYPER RAM和256Mb低功耗DDR。在骑自行车者喜爱的自行车手表中，华邦1Gb低功耗DDR2产品准确记录从速度传感器、GPS、踏板功率计等多个渠道收集的数据，消费者可以通过数据共享达到社交交流的目的，将一些枯燥的数据变成优秀的社交工具。它可以缩短人们之间的距离。驾驶通勤也是一个非常常见的物联网应用场景。无论是汽车仪表板、信息娱乐系统、远程信息处理、高级驾驶辅助系统（ADAS）还是车辆网络（V2X），Warbang都为汽车制造商提供内存和接口产品，包括HYPERRAM、SDR、LPDDR、DDR2、DDR3和LPDDR4。

随着汽车变得越来越智能化，消费者可以通过蓝牙将手机连接到汽车上，通过OBD（On-board Diagnostics，板载诊断）传输速度、油温、涡轮机转速/压力等数据，并以OTA方式进行系统更新。因此，在移动电话中，我们可以提供1Gb LPDDR2和2Gb LPDDR4小容量存储器产品，主要用于在移动电话基带上传输LTE和5G数据。在智能家居行业，随着Matter标准的引入，我们看到了解决智能家居系统碎片化的希望。简而言之，随着Matter规范的引入，买家不再需要确定Nest恒温器是否与Apple HomeKit兼容，以及亚马逊Echo设备是否可以控制第三方智能门锁。对于智能家居产品制造商来说，可以统一标准来构建产品，简化开发过程。Matter规范是一个基于IP的标准，为开发人员提供了一个通用的、完善的通信基础。预计在2022年至2030年期间，全球将销售超过200亿台无线连接的智能家居设备，其中绝大多数将是满足Matter规范的设备类型。未来几年，这些产品中的绝大多数，以及消费机器人和智能家电等其他产品，也将支持Matter规范。

智能家居硬件出货量（2021-2030年）：ABI Research在此基础上，OEM将越来越多地依赖合作伙伴和供应商提供集成的连接、处理和安全硬件和软件，以及简化设备创建和管理的服务和基础设施。这无疑为包括华邦在内的半导体芯片制造商带来了新的巨大市场机遇。事实上，无缝支持5G/4G/IoT/Wi-Fi等多种无线通信协议是何泰松在研讨会上强调的重点。在下图中，X轴表示数据传输速率（Mbps），垂直轴表示传输范围。3G时代功能机中最常用的是32Mb/64Mb pseudo-SRAM，但现在已逐渐被较小容量的HYPERRAM所取代。在4G时代，华邦LPDDR2产品在高频宽带LTE Cat4-Cat10终端中得到了广泛应用。目前在5G终端中广泛使用的是LPDDR4产品。另一个不容忽视的领域是NFC、Zigbee、蓝牙、BLE，甚至许多以Wi-SUN、WiFi-HaLow、LPWA为代表的短距离、低速率无线协议，华邦在这一领域的主要解决方案是HYPERRAM系列。从Wi-Fi4到最新的Wi-Fi7，与蜂窝通信系统并行发展的Wi-Fi系统都涉及Warbang。例如，Wi-Fi1-4时代主要使用64Mb至512Mb SDR或DDR产品。Wi-Fi5为256Mb-2Gb DDR2/DDR3。在目前最受欢迎的Wi-Fi6、Wi-Fi6E和Wi-Fi时代7中，带宽需求的大幅增长使1Gb-4Gb DDR3/DDR4产品成为行业主流。

为此，华邦已承诺在未来十年或更长时间内继续生产DDR3SDRAM产品，以确保满足客户的长期需求。目前，DDR3的出货量占DRAM总收入的30%，预计到2024年将增加到50%。此外，位于台湾高雄的新工厂将于2022年第四季度投产，利用更先进的制造技术提高产能。GP-BoostTM存储器显示了IoT时代CPU/MPU/MCU产品的演变情况，如下图所示。在物联网的早期，主要数据来自各个层面的传感器，信息简单，不需要太大的带宽。到了产业物联网（IIOT）时代，物联网终端设备开始变得复杂，一些基本的数据决定和计算需要在本地完成，随着4G的发展，无缝网络/全覆盖网络变得非常重要。进入AIoT时代，与传统的“大部分计算都是由边缘服务器或边缘网关处理”的形象不同，大量的计算任务被放置在边缘终端上，对低延迟、安全隐私、边缘AI和网络连接提出了更高的要求。

为了适应这些变化，Warbang在生产线上引入了GP-Boost ？ memory概念，涵盖从32Mb到256Mb ULP HYPERRAM到1-2Gb LPDDR4/4X内存的所有产品。用户可以根据各种物联网设备的特性和要求，自由选择相应的DRAM容量、性能和功耗。

以Warbang的64Mb HyperRAM为例，HyperRAM在Warbang GP-Boost DRAM产品线中被定位为“超低功率ULP”。因此，在室温1.8V下，待机功耗为70uW，而同等容量的SDRAM的功耗为2000Uw3.3V。更重要的是，在混合睡眠模式（：Sleep Mode）下，HYPERRAM仅为35Uw（1.8V），与待机模式下有很大的不同。与pSRAM的31个引脚数相比，HYPERRAM只有13个信号引脚数，与早期SDRAM和PseudoSRAM的50多个引脚数相比，大大简化了PCB设计。当设计人员设计出成品时，MPU上的引脚可以用于其他目的，设计人员可以使用更少的引脚来使MPU更经济。众所周知，控制接口越少，DRAM控制器所需的复杂性就越低。与9个PSRAM/18个LPSDRAM相比，HYPERRAM在简化控制接口方面取得了成功。此外，与其他传统DRAM产品相比，HYPERRAM的开发时间更短，并且可以采用最新的半导体工艺节点和封装技术来缩小封装尺寸。更少的主机控制接口和更小的封装尺寸意味着HYPERRAM可以减少PCB上的占用空间，从而节省大量的终端产品体积，适合尺寸敏感的可穿戴设备。

HyperRAM的实际应用比我们想象的要普遍得多。其中，KGD产品占据了当前HYPERRAM市场的很大一部分，通过与不同芯片制造商的合作，华邦HYPERRAM产品已被集成到SoC中，用于各种物联网应用。此外，HyperRAM也可以单独使用。例如，BGA封装的HyperRAM产品用于智能家居领域，可穿戴设备则倾向于使用WLCSP（WHER-Level Package）封装的产品。目前，HYPERRAM产品的应用市场主要来自4G功能手机、智能手表、LTE物联网模块、人工智能物联网设备，从去年年底开始，智能音箱、智能家居、家庭摄像头、智能门铃、智能门锁、工业人机界面等。此外，HyperRAM设计也开始被引入许多市场，包括汽车仪表。华邦电子是半导体存储解决方案的全球领导者，主营业务为产品设计、技术研发、晶圆制造、营销及售后服务，致力于为客户提供全方位的微型存储解决方案。Warbang Electronics的产品包括利基动态随机存取存储器、动作存储器、编码闪存和TrustME安全闪存，广泛应用于通信、消费电子、工业和汽车电子以及计算机外围设备等领域。华邦总部位于台湾中部科学园，在美国、日本、以色列、中国大陆、香港和德国设有服务办事处。华邦在中科拥有12英寸工厂，目前正在南科高雄园区新建工厂，并将继续引进自主研发的工艺技术，为合作伙伴提供高品质的存储器产品。