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耐心耕耘非揮發性記憶體領域 旺宏豐收創新成果

上網時間: 2014年10月02日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:旺宏  非揮發記憶體  創新  快閃記憶體  吳敏求 

在1989年創立於台灣新竹科學園區的旺宏電子(Macronix),是一家專精於非揮發性記憶體技術的半導體整合元件製造商(IDM),產品陣容包含各種規格及容量的唯讀記憶體(ROM)、以及NOR / NAND快閃記憶體(Flash)解決方案;旺宏創辦人吳敏求目前也是公司董事長暨執行長,在他的領導之下,旺宏已成為世界級記憶體供應商,並持續致力於技術研發與創新

擁有美國史丹佛大學材料科學工程碩士學位的吳敏求,在回台創辦旺宏之前曾任職於VLSI Technology、英特爾(Intel)等多家國際半導體公司,除了是擁有近四十年豐富經歷的資深工程師,也是成功的企業家;他在台灣半導體產業剛起步時返國創業,引領了一股高科技人才「海歸」的潮流,並催生了台灣股市以高科技產業為投資標的「第三類股」(旺宏即在1995年成為首家以第三類股在台灣上市的科技廠商),吸引更多海外資金投資台灣。

旺宏電子董事長暨執行長吳敏求
旺宏電子董事長暨執行長吳敏求

旺宏為台灣最早開始同時推動自有品牌產品與及技術的記憶體廠商,目前擁有主要生產自家記憶體產品的8吋、12吋晶圓廠各一座,還有一座6吋廠提供利基型邏輯產品晶圓代工業務。吳敏求表示,旺宏走的是一條艱辛的路,但他就是想做一些不太一樣的、不一定要代工,而是希望能對未來產生影響力的事情。

以下是吳敏求接受台灣電子工程專輯獨家採訪,暢談旺宏投入非揮發性記憶體技術領域的心路歷程,以及產品與技術發展規劃,還有對創新研發觀念、未來潛力應用的分享。

旺宏當初為何會選擇投入非揮發性記憶體技術領域?

我們從歷史發展來考量,認為所有的系統晶片都會需要非揮發性記憶體;而非揮發性記憶體從早期的ROM、EPROM到後來的Flash,隨著每一代技術演進,所扮演的角色更顯重要。同時也跟我個人的經歷有關,因為以往在英特爾、VLSI任職時,都有參與EPROM、EEPROM、ROM相關技術的開發,所以綜合了市場價值與我自己的技術知識經驗,就選擇了以非揮發性記憶體做為公司發展主軸。

而在做這個決定的過程中,我們有一個很清楚的思考脈絡是,如果做DRAM,是需要以最先進的製程技術、最新的設備、最大的產量達到最低的每位元成本(cost per bit),才能取得市場競爭力,這恐怕讓一家缺乏資源的小型公司難以生存;而非揮發性記憶體中的NOR Flash開始在系統中扮演儲存程式碼的重要角色,這種記憶體是以應用為導向、可以低密度切入,市場需求規模也夠,是一家新創公司負擔得起的發展機會。

因此旺宏跨入NOR Flash領域,從無到有、由一家小公司逐漸成長,慢慢增添新設備、向更先進的製程技術演進。我們在這四年來也投資了12吋廠,現在已經能提供全球最完整的NOR Flash解決方案,產品陣容從512Kb到最高1Gb、甚至2Gb容量,也有串列/並列式介面,1.8V到3V、5V的各種選項,能滿足客戶不同的應用需求。

旺宏近期也跨足了NAND Flash領域,相關產品規劃與發展藍圖為何?

NAND Flash 是一個完全不同的領域,市場規模比NOR Flash大了許多倍;NAND Flash跟DRAM十分類似,必須要想辦法將每位元成本降到最低,才能有生存的空間,目前該市場是由幾家國際大型廠商主導,NAND Flash技術也有很好的發展。而因為NAND的品質已經穩定、成本又更低,開始出現代替高密度NOR Flash應用的現象,這也是我們在四、五年前決定投入開發SLC (Single-Level Cell) NAND Flash產品的原因。

現在旺宏的12吋廠已經開始量產36奈米製程的SLC NAND產品,包括3V、1.8V兩個系列,儲存容量由1Gb~8Gb。我們也在3D NAND技術領域有不錯的進展,這方面主要是以15年前就已經開始運用在ROM產品、對縮短產品交貨期有很大助益的電荷捕獲(charge trapping)為基礎;這種技術除了我們已經累積了15年的經驗、對它非常了解,其優勢還在於更高的資料讀取可靠度。

而在NAND Flash市場,如同我前面所提,是大廠稱霸的局面,對旺宏來說很難與之競爭;因此透過3D NAND技術,我們以「破壞性創新」的概念「另起爐灶」,不與市場主流的浮動閘極(floating gate)技術正面衝突,藉由3D技術「蓋高樓」的方式,來達到具競爭力的每位元成本;雖然製程比較複雜,但我們認為從理論上來說,在某個容量密度上的成本會低於浮動閘極技術。

還有一個主要原因是目前浮動閘極技術的專利已經被其他大廠把持,而我們則是已經領先佈局了所擅長的電荷捕獲技術專利;因為3D NAND技術的領先性與創新性,旺宏已經在這個領域投注了很多的資源。其實這部分要歸功於早在十幾年前旺宏就已經成立了「前瞻技術實驗室」,我們先灑下了一些種子,才有今天的研發成就。

除了最新的3D NAND技術,旺宏在其他新世代記憶體技術上的研發規劃為何?

剛剛提到我們在十多年前就成立了一個大約30人團隊的「前瞻技術實驗室」,我們不預設任何限制,讓團隊成員自由發想,最後認為3D NAND、相變化記憶體(PCM)以及電阻式記憶體(ReRAM)是三項最具潛力的記憶體技術,其中PCM我們是與IBM合作,而3D NAND則是最有機會在短期內達成商業化的技術,目前這兩項技術,最有可能成為旺宏的Goldmine(金礦)。

我們對於新技術的研發並不是急著推出商業化產品,而是把眼光放遠,先求技術的穩定、具競爭力的成本結構,以及往下一代進展的可擴充性。有些廠商號稱領先推出某項新技術產品,但往往只是成為「一代拳王」,最後又不敵市場競爭而得另起爐灶;旺宏希望只要是一推出市場,就是具有長期競爭力的產品,3D NAND產品是我們的第一個目標。

至於PCM技術我們也仍在繼續研發,已經與IBM合作了將近十年,我們認為PCM有商業化的潛力,但還需要一段時間克服材料方面的問題;而ReRAM看起來是困難度最高的一種技術,主要是在於驅動電晶體。對於新技術,旺宏電子每年投資營業額的10~15%於研發工作,每年都持續在國際學術會議上發表論文,目前擁有超過5,500項國際關鍵技術及專利智財權;但我們的觀念仍是紮好技術基礎,在產品的開放上採取務實、不躁進的態度。

旺宏對於未來潛力應用市場的看法為何?在熱門的汽車電子領域以及可穿戴式裝置領域有何發展規劃?

Flash最大的好處就是在任何一種應用中都會有需求,可以說是無所不在,這也是我們為何會選擇投入這個領域的主要原因;其實只要是具備智慧功能的裝置,就會有Flash發揮的空間。現在市場上熱門的應用議題並不一定馬上就會起飛,例如可穿戴式裝置,雖然未來有好的發展確實能達到很大的市場規模,但現在如果要結合各種功能,成本會很高。

因此我不看好可穿戴式裝置市場的短期發展,還要等到有新一代處理器、更省電的解決方案問世才能真正的起飛,大概最快還需要三到五年的時間;但其長期性發展仍然是可以期待的。至於汽車電子則是一個很有趣的領域,現在市場上的汽車銷售量或許沒有大幅度的成長,但每輛汽車內的晶片數量卻是越來越多;半導體元件在汽車應用的關鍵就是安全性,旺宏做為一家Flash供應商,就是提供高品質、高可靠度的產品、確保在汽車內的運作不出問題。

旺宏進入汽車應用領域大概只有四年左右時間,但已經有不錯的表現,在市場上的排名已經達到第二、第三;我們在這個領域的經營是致力發展高品質的Flash技術,並與客戶充分溝通,好讓我們的產品能發揮最佳性能。而我們對於市場趨勢演變的掌握,就是仰賴與客戶之間建立的緊密、互信夥伴關係,這除了本身需要具備足夠的技術能力,也需要保持耐心。(Judith Cheng)





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