中天弘宇聶虹：衝破NOR瓶頸，新型國產儲存器大有可為

集微網訊息，由工業和資訊化部、安徽省人民政府主辦的2022世界積體電路大會於11月16日—18日在安徽省合肥市舉行。本次大會以 “合作才能共贏”為主題，旨在進一步加強全球積體電路產業鏈供應鏈交流合作，展示積體電路產業最新技術成果。

在18日上午舉行的“智慧家電與晶片應用論壇”上，中天弘宇積體電路有限責任公司副總裁聶虹發表了以“新型高效能儲存技術及應用拓展”為題的演講。

目前，全球主流的儲存器晶片有三種，分別是DRAM、NAND和NOR。聶虹表示，DRAM晶片目前主要用於系統記憶體，其優點是構造相對簡單，成本較低；缺點是易失，通常在斷電後消失。NAND和NOR Flash晶片都是非易失儲存器，NAND的優點是寫入數量大，價格較低，但讀寫速度慢，其主要用於SSD和eMMC等領域。NOR的優點是在晶片內執行，傳輸效率高，讀寫速度快，但缺點是價格昂貴，面積大且容量小，目前主要用在BIOS，嵌入式控制和快速執行演算法的一些應用場景。

在2021年，DRAM擁有三種儲存器晶片中最大的市場規模，約為1000億美元；排在第二的NAND約為700億美元；NOR快閃記憶體則因儲存單元面積微縮遭遇瓶頸，市場份額不斷被NAND侵食，2021年僅有40億美元的市場規模。

對於儲存器晶片目前的市場格局，聶虹認為，如果一體兩面的來看，NOR快閃記憶體目前銷售總額最低，其實也說明了這條技術路徑所蘊藏的市場還沒有完全被開發，如果能突破該領域的技術瓶頸，或將開啟並進入到一個“無人區”市場。

原理級創新，天花板上起高樓

聶虹所在的中天弘宇是一家專注於積體電路儲存晶片領域，以自主、完整的智慧財產權專利發明為契機，實現中國儲存領域“原創零的突破”，為全球數字資訊化浪潮提供優秀儲存解決方案的本土企業。

所謂中國儲存領域“原創零的突破”實際上是指中天弘宇在儲存單元上的一項原理創新，該公司將傳統的“熱電子注入”（CHE）升級成了原創的“二次電子倍增注入浮柵”，同時利用創新的儲存單元結構及電路結構，打破了穿通效應對NOR Flash使用更先進工藝節點的限制，使其能夠繼續向90nm以下微縮。

據聶虹介紹，中天弘宇的二次電子倍增注入浮柵技術在傳統儲存單元的基礎上加以縱向電壓，在電子撞擊側壁後形成二次電子，二次電子以倍增的速度快速在溝道中穿過，以更高的效率在浮柵上聚集，讓NOR Flash達到小面積、低成本、大容量、低功耗的效果。另外，在結構創新上，中天弘宇首創的摺疊柵結構能夠將控制柵透過摺疊嵌入到P型襯底內部，以相容標準的邏輯製程。

目前，中國儲存晶片的原理級創新數量微乎其微，中天弘宇的“二次電子倍增注入浮柵”實現了本土儲存器從“0”到“1”的突破。聶虹指出，針對這項底層技術創新，目前公司已經對相關自主智慧財產權在美日韓、中國臺灣地區和中國大陸申請了70項原創專利進行“卡位”，未來還將繼續延伸數百項進一步打造完整的智慧財產權保護體系。

基於“二次電子倍增注入浮柵”技術創新，中天弘宇的NOR Flash不僅能在原有的40億美元市場中搶佔份額，還能在製造工藝得以繼續下探後，進入更多的應用領域，創造更大的市場規模。

如下圖所示，聶虹指出，即便是在NOR Flash 容量1Gb以內的傳統市場，目前國內廠商也還沒有自主智慧財產權，而在這個市場中，中天弘宇的產品能夠憑藉小面積、低成本、低功耗和自主的智慧財產權小試牛刀，形成升級替換。

在新興的1-4Gb市場，目前業界主要是透過SiP封裝技術來實現，而中天弘宇的下一代單晶片產品就能夠

達到1-4Gb的容量，該公司預計將在這個約80億美元市場中迎來第一次“爆發”。

在4-16Gb及以上的市場，目前業界尚無量產解決方案，可謂儲存領域的“無人區”。

聶虹表示，隨著產品工藝繼續下探，中天弘宇將會是業內首次涉足該領域的NOR Flash供應商，在瞄準DRAM+NAND組合（總市場規模1600億美元）的同時，超高容量產品或將在作業系統級別、AI和存算一體領域支撐起更多新應用的誕生，開啟更廣闊的市場空間。

可以說，中天弘宇正站在傳統NOR Flash市場的天花板上，向下實現替代的同時，該公司正在向上創造無限可能。

另外，中天弘宇還秉持兩條腿走路的發展策略，在獨立式快閃記憶體產品之外，也有嵌入式快閃記憶體IP授權業務，目前這兩條業務線都已有客戶匯入。

量產落地，腳踏實地前行

據聶虹介紹，目前中天弘宇的嵌入式快閃記憶體已經在華虹實現了110nm和90nm平臺的流片、量產，正推動下一代28nm平臺的研發和流片。獨立式快閃記憶體方面，中天弘宇首款採用55nm工藝的SPI NOR Flash 8M產品已完成研發和流片，今年6月進入風險量產。下一代40nm-28nm產品的研發和量產也在持續推動中。

經過中國電子學會的專家鑑定，

中天弘宇被以中國工程院院士吳漢明作為主任委員的委員會認定，實現了55nm和110nm標準CMOS邏輯工藝流片驗證，成果科應用於驅動IC、電源IC、嵌入式觸控控制IC、可穿戴裝置和MCU等，有明顯應用前景。

鑑定委員會認為，

中天弘宇的成果發明突破了NOR Flash的微縮技術瓶頸實現了與標準CMOS工藝基本相容，在非易失儲存領域屬國際首創技術。

除了國家級專家鑑定，中天弘宇的8M NOR Flash產品通過了客戶和第三方機構質量檢測，結果顯示，該產品在150攝氏度環境中，經過500-800小時測試後資料未丟失。產品經與競品對比測試，能完成PIN-PIN的封裝相容，命令和儲存結構的完全相容。

在產品和IP經過量產和客戶驗證後，聶虹在提到公司商業模式時指出，公司將同步展開嵌入式IP授權業務和獨立式快閃記憶體銷售業務，獨立式快閃記憶體銷售業務將分為零售業務和批發業務兩種，分別沿著經銷商模式和大客戶模式展開。另外，公司還將與方案商深化合作，透過授權模式和聯合開發模式，進一步完善產品方案，並透過成立合資公司的模式，摸索和研究產品未來的潛在應用市場。

聶虹還指出，公司未來還有可能會打造IDM模式，進一步深化晶片設計和工藝的結合，讓產品推陳出新更快、更優，同時加強產學研的合作模式，為我國儲存領域和整個半導體行業貢獻更多的力量。