EEPROM是一項成熟的非易失性存儲(NVM)技術(shù)，其特性對當今的尖端應(yīng)用的發(fā)展具有非常重要的意義。意法半導(dǎo)體(ST)是全球EEPROM芯片知名廠商和存儲器產(chǎn)品和工藝創(chuàng)新名企之一，其連接安全產(chǎn)品部綜合市場業(yè)務(wù)線總監(jiān) Sylvain Fidelis在本文中介紹了NVM技術(shù)的核心優(yōu)勢，以及讓EEPROM成為當前和未來工程師的首選存儲器的關(guān)鍵因素。

從首款產(chǎn)品問世到現(xiàn)在，EEPROM已有近 40 年的歷史，至今仍是很多設(shè)計師的首選NVM存儲器。EEPROM 被用于需要字節(jié)級擦寫粒度、高能效、更長久的讀寫壽命和數(shù)據(jù)記錄時間的應(yīng)用場景，具有很高的易用性、靈活性和可擴展性。

此外， Page EEPROM等創(chuàng)新產(chǎn)品增強了對邊緣人工智能、品牌保護、可持續(xù)性應(yīng)用等當前設(shè)計趨勢的支持功能。

總體而言，EEPROM廠商不斷推進技術(shù)發(fā)展，改進優(yōu)化生產(chǎn)工藝，連續(xù)提高存儲密度、讀寫性能和能效，以及產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

主要優(yōu)勢和應(yīng)用

今天，市面上的NVM 產(chǎn)品種類繁多且各具優(yōu)勢;例如，分立串口NOR 閃存以高速擦寫性能著稱，微控制器嵌入式閃存具有節(jié)省成本的優(yōu)勢， FRAM(鐵電隨機存儲器)以極速寫操作而受市場追捧。

在另一方面，字節(jié)級擦寫粒度也是EEPROM的一個重要特性，這幫助它從這些非易失性存儲解決方案中脫穎而出，為數(shù)據(jù)記錄等工作帶來優(yōu)異的存儲性能。在智能手機市場，設(shè)計人員面臨著嚴格的空間限制挑戰(zhàn)。嵌入式閃存內(nèi)仿真EEPROM成為存儲數(shù)據(jù)和參數(shù)的最佳選擇，這種擦寫粒度為EEPROM 在電路板上搶得一席之地。同時，其低功耗特性也契合了各類電池供電應(yīng)用的需求，如智能傳感器、智能手表、智能手機、健康與健身追蹤器及其他可穿戴設(shè)備。

此外，EEPROM具有更長久的讀寫壽命和數(shù)據(jù)保留時間，能夠滿足車用數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的可靠性要求。自動駕駛系統(tǒng)需要記錄多路傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，為自動駕駛應(yīng)用存儲重要參數(shù)是EEPROM的代表性應(yīng)用之一。EEPROM 的數(shù)據(jù)保留時間可達100 年或更久，輕松保證車輛在整個生命周期內(nèi)性能良好。

設(shè)計人員也非常認可EEPROM 在系統(tǒng)開發(fā)過程中表現(xiàn)出來的靈活性。在項目早期，存儲容量需求可能難以預(yù)測，通常會隨著項目推進而大幅提高。因為不同容量的串口 EEPROM 共用一種封裝和引腳布局，通過選擇更高容量的器件可以輕松擴展存儲容量，而無需更改電路板布局。廠商提供各種容量的芯片，從低成本的 1Kbit 到 4Mbit，還提供多種封裝選擇，包括主流的 8 引腳SO-8表面貼裝。將產(chǎn)品設(shè)計最終定型并投入生產(chǎn)的復(fù)雜程度已大大降低。

最近的兩個重要技術(shù)進步表明， EEPROM能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需求，特別是邊緣人工智能應(yīng)用、品牌保護和防止假冒產(chǎn)品的需求，以及強調(diào)電子產(chǎn)品可以修復(fù)設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展需求。

Page EEPROM：打破數(shù)據(jù)存儲的玻璃天花板

40年來，客戶應(yīng)用存儲的數(shù)據(jù)量持續(xù)迅猛增長，電子設(shè)備用戶需要更高的數(shù)據(jù)量和產(chǎn)品設(shè)置準確度。本世紀初，使用容量高于256 Kbit的EEPROM似乎難以想象，同樣，在本世紀二十年代，使用2 Mbit的EEPROM也是難以想象。串口EEPROM的價值主張是，應(yīng)用開發(fā)人員只需為數(shù)據(jù)存儲分配一個8引腳的小封裝，然后可以靈活地選擇任何存儲容量。

意法半導(dǎo)體Page EEPROM打破了阻礙存儲技術(shù)發(fā)展的玻璃天花板，能夠在 8引腳小封裝內(nèi)可靠存儲 32 Mbit 的數(shù)據(jù)。

Page EEPROM 是意法半導(dǎo)體的一項創(chuàng)新成果，兼具EEPROM 的高能效和耐用性與閃存的高存儲容量和讀寫速度，尤其是快速高效處理無線 (OTA) 固件更新的能力。目標應(yīng)用包括需要低功耗、字節(jié)級數(shù)據(jù)記錄和小尺寸的智能表計，以及數(shù)據(jù)密集型的邊緣人工智能設(shè)備。常見應(yīng)用包括工業(yè)傳感器(資產(chǎn)跟蹤和智能狀態(tài)監(jiān)測等應(yīng)用)、電動自行車和醫(yī)療保健設(shè)備。耳背式助聽器和GPS追蹤器是這種新型混合存儲器的首批應(yīng)用。

2024 年，意法半導(dǎo)體推出了存儲密度8 Mb、16 Mb 和 32 Mb的Page EEPROM。這些產(chǎn)品支持字節(jié)級擦寫操作，非常適合數(shù)據(jù)記錄，而頁面/扇區(qū)/塊區(qū)擦除和頁面寫操作則方便無線 (OTA) 固件更新。此外，緩存加載功能可以優(yōu)化初始化過程。

320 Mbit/s的數(shù)據(jù)讀取速度比標準 EEPROM 更快，接近串口 NOR 閃存的讀取速度。50萬耐擦寫次數(shù)是傳統(tǒng)串口閃存的數(shù)倍，數(shù)據(jù)保存時間長達 100 年。此外，總體電能需求是串口閃存的十分之一。雖然寫操作電流與許多傳統(tǒng) EEPROM 處于同一水平，但是，具有快速喚醒功能的深度關(guān)閉模式可以將工作電流降至 1 μA以下。

峰流控制是這些器件的另一個新特性，可將最大功耗限制在 3 mA 以下。這個特性可以有效穩(wěn)定功耗，并最大限度降低電源噪聲，同時，理論上允許使用更小的電池，并延長電池的續(xù)航時間。

市場現(xiàn)狀

目前，EEPROM全球市場規(guī)模約為每年8 億美元。意法半導(dǎo)體從1987 年開始生產(chǎn) EEPROM芯片，自 2005 年以來一直是頭部供應(yīng)商之一。迄今為止，意法半導(dǎo)體EEPROM出貨量累計約 440 億顆，產(chǎn)品陣容包含 400 多個不同的型號， 如Page EEPROM芯片，它為市場提供了豐富的存儲密度和封裝選擇、性能參數(shù)和溫度等級，支持 1.2V 至 5V 的標準工作電壓，支持規(guī)?；厔荨?

所有器件都包含在意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品長期供貨計劃內(nèi)，該計劃承諾商用和工業(yè)EEPROM長期供貨期10 年，汽車級器件長期供貨15 年。意法半導(dǎo)體的IDM(垂直整合制造)模式讓公司可以全盤控制產(chǎn)品生命周期，包括設(shè)計、生產(chǎn)和營銷。公司內(nèi)部不同部門之間的密切合作有助于更快地將可靠產(chǎn)品交付市場，并根據(jù)真實的客戶反饋推動產(chǎn)品和工藝的開發(fā)。

隨著 EEPROM 技術(shù)不斷發(fā)展，最新架構(gòu)的典型位單元面積是第一代架構(gòu)的五百分之一，在相同尺寸的芯片上，把存儲密度提高到1,000 倍。耐擦寫能力也得到了顯著提升，最高耐擦寫次數(shù)達到了400 萬次，確保零故障保留數(shù)據(jù)。

未來存儲器

在需要穩(wěn)健、可靠、高性能 NVM 的應(yīng)用中，EEPROM 、閃存技術(shù)和 FRAM 一直為客戶提供強大的價值主張。在最新的創(chuàng)新技術(shù)帶來重要的新功能的同時，技術(shù)的不斷發(fā)展也進一步擴展了 EEPROM的產(chǎn)品特性。當今世界以人工智能為中心，注重可持續(xù)發(fā)展，最新的EEPROM可以滿足未來新設(shè)計的需求。