手机制造商如何从Flash闪存中获得竞争优势？

目前，从半导体到系统的各个层次都在涌现出更多的创新技术，而闪存对于手机设计和用户体验的影响也比过去任何时候都更加明显。闪存承担着存储手机的操作系统代码、手机簿、SMS存储、高利润的可下载的游戏和应用，以及各种多媒体内容的重要任务。 

闪存将怎样帮助厂商在不需要投入或只需少量投资的情况下，开发创新的手机产品和支持有助于增加收入的新功能呢？虽然闪存制造商将会不断地提高存储容量、芯片性能和降低成本，但是真正与过去有所不同的是可升级的存储平台、新型存储架构和集成化安全的出现。 

今天的移动闪存 

闪存的未来充满光明，对当今的移动设备已产生了深远的影响。为了将移动手机发展成为我们的移动生活方式中不可缺少的核心产品，闪存是实现定制功能和个性化的动力。闪存可以在关机或电池卸载之后保存用户的设置、铃声、联系人、下载应用和多媒体内容，从而对实现用户所期望的移动体验具有关键的意义。 

对于手机制造商来说，闪存的选择会对手机的功能和成本产生重要的影响。闪存的性能非常关键，因为高速、快速响应的闪存将会为某些领域的应用带来丰厚的盈利机会，如可下载的3D游戏、流媒体内容和高分辨率照相机等。另外，每个人都不希望购买一部需要很长时间才能开机的手机。成本非常重要： Spansion的分析表明，在一部成功的主流手机的电子器件成本中，闪存往往占到了1/5。但是对于一些先进的移动手机，这个比例可能高达40%。可靠性也是一个关键的因素，因为仅仅一次保修期内维修就有可能抹去手机的微薄零售利润空间，直接影响到赢利。 

今天的主流移动手机及其闪存组件与购买它们的消费者一样多种多样。大部分手机使用的闪存容量都介于2MB到64MB之间（按照闪存行业的习惯说法为16Mb到512Mb），而先进的百万级像素拍照手机则需要高达128MB的闪存容量。 

不同手机的性能和功能也各不相同。对于只支持基本语音功能的手机和支持高带宽应用（例如数码相机）的手机，闪存的读写速度可能会相差十倍。少数（但目前正在日益增多）设备可以提供严格的、基于密码的保护措施，以防范病毒和黑客。随着移动服务开始提供版权内容和使用用户的个人信息，人们对于移动安全的重视程度正在提高。 

半导体创新 

为了在主流手机中实现高收益的多媒体功能，闪存制造商正在改进闪存技术，以求在体积更小、成本更低的产品中加入更高的闪存容量。众所周知，半导体行业会继续通过将制程技术尽可能地缩小线宽以减小芯片体积，但是一些最激动人心的创新涉及到核心技术本身。 

每单元双比特的技术可以在一颗芯片中存储两倍的数据。它们具有极高的成本效率，因此将成为面向大众市场的多媒体手机所用闪存的事实标准。基于氮化物的技术和MLC（多层单元）浮门技术是两种互相竞争的每单元双比特解决方案。它们实现双倍密度产品的方式各有不同。简而言之，MLC浮门技术通过复杂的电子技术拓展了现有闪存技术的功能，从而将闪存密度增加了一倍。相比之下，基于氮化物的技术是一种全新的技术，采用了一种更加简便的制造流程，从而能够提供远远优于传统浮门技术的成本优势。除此以外， Spansion最近发布了一款概念验证QuadBit测试芯片。它实际上可以将标准闪存芯片的密度提升四倍。 

一个盈利平台 

在无线通信行业努力增加10亿名GSM用户的过程中，我们将面临着如何为日益多样化的移动用户提供服务的挑战。顶级手机制造商都计划在2005年推出60余款新型手机。它们应对这种挑战的方式并不是将员工人数增加三倍，而是集中精力建设平台。 

一个精心设计的平台可以为各种款式的手机――从以语音为中心的入门级手机到支持多媒体的高级手机――提供广泛的支持。通过将设计时间和测试资源集中于一个通用的硬件和软件平台，我们的行业可以经济有效地满足市场的各种需求。 

优化的硬件和软件集成可以降低开发成本、提高测试效率和加快产品上市速度。真正实现平台优化的闪存解决方案为提高硬件和软件的可扩展性而采用了特殊的设计。可扩展的硬件让设计人员能够轻松地将存储与手机款式的特殊需求结合到一起，而不需要对电路板设计和引脚布线进行代价不菲的更改。可扩展的软件包括一套统一的驱动程序，它可以自动识别硬件配置，将可用内存转变为统一的无缝存储空间。 

一种常见的平台优化存储方式建立在多芯片产品（MCP）概念的基础上。就像高层建筑物可以为更多的住户提供居住空间一样，MCP可以通过堆叠多个芯片，在固定的电路板空间上提升存储容量。高效的MCP可以使用兼容的内存类型和一种单一的闪存架构。它可以通过整合地址、数据总线和减少MCP的引脚数，简化系统集成。 

终止NOR和NAND之间的争论 

要从技术的角度讨论闪存，就必须提到两种闪存架构――NOR和NAND――之间的对立。这两个缩写指的是两种不同的设计方法，它们所提供的四个关键存储特性――存储容量、性能、成本和可靠性――都有所不同。 

多年以来，NOR闪存一直是所有移动手机的首选技术，因为它可以将出色的读取性能、可靠性与适当的容量、成本结合到一起，满足手机制造商的各种需求。相比之下，NAND闪存的功能相对较少，而且必须依靠额外的侦错和纠错机制，弥补基本架构中的缺陷。由于这些原因，NAND芯片通常被用于非关键性多媒体存储应用，例如用于数码相机和mp3播放器的便携式存储卡。 

从2003年以来，对于拍照手机的需求的不断增长促使先进手机的设计师们开始考虑使用NAND闪存，因为功能齐全、基于NOR的解决方案不能提供他们所需要的高容量。有些设计师为支持NAND建立了第二个平行手机平台，并利用纠错管理技术解决它的可靠性问题。但是，这些尝试提高了系统测试的难度，常常会导致硬件和软件开发成本的提高。在选择高容量闪存时，设计师更倾向于简便的、熟悉的NOR产品。幸运的是，今年面世的单芯片容量高达1Gb的NOR闪存将再次让NOR架构可以经济有效地满足整个移动市场的需要。 

不久以后，一种新型架构的出现将会把这两种传统架构的优势集成到同一种新产品中，从而弥补两者之间的差距。Spansion的ORNAND架构采用了独特的设计，可以将NAND的高容量和NOR的丰富功能、快速读取性能、高可靠性结合到一起。随着高分辨率照相机和移动视频的日益普及，ORNAND架构可以实现比今天的NAND设备高四倍的多媒体写入性能。通过终止NAND和NOR之间的争论，让手机制造商可以将资源集中于同一个平台，ORNAND架构成为了行业未来的一个明确的发展趋势。 

通过基于硬件的安全保护加强信任 

对于运营商而言，移动安全是下一代服务商在树立品牌形象方面面临的主要挑战之一。语音手机和短消息仍然是运营商获得收入的主要手段，但是基于位置的服务、数字钱包和多媒体内容等独具特色的服务将会提升运营商的盈利能力。移动手机将具有比以往更多的、有助于增加收入的功能，但是用户将希望他们的个人信息不会遭到未经授权的访问。 

安全和闪存是一对理想组合，因为在存储数据的地方保护数据安全是合情合理的。基于闪存的保护可以构成一个全面的安全系统的核心。就像银行需要紧锁金库和大门一样，手机设计人员将把安全作为一个涉及多个组件的系统进行部署。因此，组件供应商、手机制造商和运营商必须携起手来，共同开发这样的解决方案。 

增加十亿名用户 

今年3GSM世界大会的核心主题是我们――整个无线通信行业――必须采取什么措施来增加十亿名客户。很多人建议通过两种方式实现这个目标：开发价格低廉的移动手机来提高无线通信在没有联网或者联网程度较低的区域的覆盖率；或者开发具有吸引力的、定制的服务，将移动手机发展成为人们生活中通信的必需品。我们很可能将综合运用这些方法，而我相信闪存创新将帮助我们实现这些目标。 

作者： Amir Mashkoori 
Spansion公司高级副总裁兼无线产品事业部总经理