隨著汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用的興起，市場上對嵌入式閃存（eFlash）的技術(shù)的需求也水漲船高。但從目前的現(xiàn)狀看來，高端嵌入式閃存的設(shè)計和生產(chǎn)大都掌握在國外少數(shù)廠家手中，這和致力于打造自主可控的中國芯片目標(biāo)相背。

由見及此，國內(nèi)領(lǐng)先的晶圓代工廠——上海華力正在與合作伙伴攜手，助力中國嵌入式閃存技術(shù)升級。首批推出的具體成果就是華力和Cypress一起推的用于IoT/MCU/智能卡的高性能、高可靠性的55納米SONOS嵌入式閃存技術(shù)。

從嵌入式存儲的原理上看，現(xiàn)在主流的工藝是Floating Gate。這種傳統(tǒng)的硅工藝因為應(yīng)用歷史比較長，且不涉及到材料的改變，因此大家對其都比較了解。為此這些年來，它一直都是嵌入式存儲廠商的最愛。但隨著大家對功耗、性能、成本和可靠性要求的漸增，這種相對傳統(tǒng)的工藝有其局限性。為此業(yè)界探索了Charge-Trap eFLASH這種特殊工藝產(chǎn)品，華力的SONOS嵌入式閃存技術(shù)就是當(dāng)中的一個先行者。

據(jù)華力研發(fā)一部總監(jiān)邵華介紹，華力的55納米SONOS嵌入式閃存技術(shù)授權(quán)自Cypress的技術(shù)。在55納米工藝上，這些嵌入式閃存取得了高可靠性、高競爭力和高質(zhì)量的重要成果，各項技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品市場應(yīng)用已經(jīng)達到國際先進水平。

這是國際上首家量產(chǎn)的55納米SONOS嵌入式閃存技術(shù)，邵華強調(diào)。華力持續(xù)精進，通過工藝模塊、工藝集成、閃存器件微縮、電路設(shè)計、光罩縮減和良率提升等一系列方式，在提升55納米嵌入式閃存技術(shù)產(chǎn)品可靠性、產(chǎn)品競爭力、產(chǎn)品質(zhì)量等幾個關(guān)鍵方面開展技術(shù)創(chuàng)新，達成了以下的幾點領(lǐng)先優(yōu)勢：

高可靠性：遠高于業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)保持能力

據(jù)介紹，55納米SONOS閃存器件的最大難點在于其可靠性，而數(shù)據(jù)保持能力則是可靠性中最大的難關(guān)。嵌入式閃存工藝除了形成閃存器件外還需要引入高壓、低壓氧及退火等大量的熱過程。12寸工藝上這些熱預(yù)算對SONOS閃存的超薄隧道氧層以及存儲層的負面影響指數(shù)上升。

華力對傳統(tǒng)的柵氧工藝模塊和工藝集成方案進行大膽創(chuàng)新，研發(fā)了業(yè)界首創(chuàng)的“ISSG G1 First方案”，大幅降低了熱預(yù)算。不但有效抑制水汽側(cè)向氧化隧道氧化層，也大幅抑制存儲層中主要深勢阱中心H逸出；擴大編程窗口同時，大幅提高了數(shù)據(jù)保持能力。嵌入式閃存產(chǎn)品在極端苛刻的50萬次擦寫后數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)保持壽命仍然可以達到20年，遠高于業(yè)界的1萬次擦寫后數(shù)據(jù)保持10年的標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了高可靠性的應(yīng)用，達到國內(nèi)先進水平。

高質(zhì)量：超低成本、高良率

華力55納米SONOS嵌入式閃存在55納米邏輯平臺上僅增加了4張光罩，與業(yè)界其它量產(chǎn)的55納米嵌入式閃存技術(shù)（需要額外加入9~12張光罩）有非常強的成本優(yōu)勢。但華力團隊仍然通過系列技術(shù)創(chuàng)新進一步提升質(zhì)量，降低成本。

除了開發(fā)了3+0的后段工藝，以及CUP（Circuit Under Pad）工藝結(jié)構(gòu)，對部分客戶產(chǎn)品還通過工藝優(yōu)化實現(xiàn)了額外的4張光罩層次縮減。另外在不采用冗余電路設(shè)計的條件下，通過晶圓邊緣WEE/EBR/ECP實驗、CMP研磨壓力邊緣優(yōu)化、PH邊緣失焦優(yōu)化、缺陷邊緣定點監(jiān)測等等，大幅提升產(chǎn)品良率，目前已經(jīng)穩(wěn)定達到97%，在成本和量產(chǎn)制造方面達到國際先進水平。

可持續(xù)微縮：至少可縮小至28納米技術(shù)節(jié)點

在技術(shù)節(jié)點演進上，華力55納米嵌入式閃存工藝的存儲單元器件結(jié)構(gòu)和類型先進，可持續(xù)縮小尺寸，預(yù)計至少可縮小至28納米技術(shù)節(jié)點，技術(shù)可持續(xù)性強。

邵華告訴記者，華力的55納米嵌入式閃存技術(shù)平臺在2016年完成技術(shù)開發(fā)并開始風(fēng)險量產(chǎn)，在2018年已經(jīng)實現(xiàn)多家客戶、多顆產(chǎn)品的驗證和量產(chǎn)，產(chǎn)品涵蓋了低功耗IoT存儲芯片、觸控控制芯片、高速MCU、嵌入式FPGA、智能卡芯片、安全芯片等。

邵華還表示，華力現(xiàn)在還能針對客戶的需要，提供定制嵌入式閃存IP、設(shè)計、工藝、測試和可靠性驗證等一系列服務(wù)，滿足客戶的不同需求。

面對新應(yīng)用的崛起態(tài)勢，華力蓄勢待發(fā)！