当前最受市场重视的储存产品，就属NOR Flash记忆体。这个一度被市场轻视的储存技术，现在不仅回了春，还翻身变成当红炸子鸡，产业界争相抢购，成了新冠疫情中，最耀眼的记忆体产品。

事实上，NOR跟NAND就好似亲手足的兄弟，因为两个技术都是由舛冈富士雄博士所研发，NOR还比较早问世（1980年），NAND则是再晚个几年（1986年），且两者都是属于非挥发记忆体的技术，并且是基于「电子抹除式可复写唯读记忆体（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）」发展而来。

读取快 嵌入式应用优势佳

虽然较早被研发出来，但NOR并没有受到东芝的重视（当时舛冈富士雄任职于东芝），反而是英特尔看出了这项技术的潜力，并在1988年将之商业化量产。

至于NAND虽然较晚问世，但却享尽了后至者的优势，不仅制造成本被大幅改良，同时写入的速度和单位储存的面积，也有了大幅的提升。而在那个PC市场正要起飞的时代，NAND可说是完全符合装置对于高速储存的需要，也因此NAND的市场一发不可收拾。

然而到了5G和物联网时代之后，这个市场思维开始有了变化，比起写入速度，读取变得更加重要。这一切都得从NOR和NAND的本质差异说起。

图一 : NOR和NAND记忆体架构的差异。（source：Cypress，制图CTIMES）

同为非挥发性记忆体，NOR与NAND的差异其实也不大，他们的储存单元相同，工作原理也类似，但在资料读取的架构上有一个决定性的差异，也就是源级线（Source Line）和位元线（Bit Line）的设计不同。

在NOR记忆体，每一个记忆体单元（Memory cell）都应对一组字元线（word Line）、源级线和位元线，采用的是并联的结构，故在读取的性能上十分卓越，但写入与抹除的速度就差强人意。不过由于其快速读取的特性，实现了被称之为「晶片内执行（eXecute In Place）」的功能，十分适合嵌入式设计。然而，这样的结构会造成较大的单位面积，因此储存密度较低，同时生产成本也较高。

至于NAND Flash，则是一组记忆单元对应一个源级线，采用串联的结构，并非对每个记忆单元的单独存取，而是类似「整块」式的处理，因此在写入和抹除的速度较快，但是读取上就需经过先行定址，导致速度较慢。而由于采用串联式结构，因此单位的储存密度较高，制造的成本也较低。

由于在功能与应用上的不同，NOR后来被称为「编码型快闪记忆体」，而NAND则称之为「储存型快闪记忆体」，用以作为其市场的区隔。但除了体积和读写速度的不同外，不同记忆单元的结构也带来了在系统设计与耐用性上的差异。

首先在系统I/O设计上，NOR因为使用专门的位址引脚，因此易于与其他的方案进行整合，在系统的设计上较为简易，同时应用程式也可以直接在其上执行；至于NAND，就要有额外的定址设计（暂存器），才能有效率的进行资料存取，因此设计就较为复杂。

而在可靠性方案，NOR的写入和读取都是以独立记忆单元进行，因此系统在运行上先天就较为可靠和稳定；反之，NAND因为是成块处理又属随机分布，比较容易出现坏快，而且很仰赖控制器来稳定读写，因此系统本质上就比较不稳定，自然可靠度也较低。

重视执行速度 5G、车用、消费性电子纷纷导入

有了这种先天体质的差异，NOR的重要性在近期也因此备受注目，尤其是在5G基地台、汽车电子，以及高性能的工业应用上。这类型的应用十分强调系统的稳定性，同时也着重读取的速度（程序的反应速度），相当适合采用NOR快闪记忆体解决方案。

不过NOR Flash本身也有规格之分，也就是序列式（Serial）和平行式（Parallel），以及整合SRAM的多晶片封装（MCP）。目前则以序列式的产品市场比重最高。

所谓的序列式，则是指采用SPI同步传输介面的NOR记忆体产品。这类型的产品在I/O的硬体结构设计上较为简单，同时传输的速度也较快，特别是对于嵌入式产品系统来说，使用SPI介面的NOR记忆体在PCB上所需要的导线较少，因此有助于减少PCB的使用空间，进而缩减装置的体积，这对于物联网装置来说，是十分有利的特色。

汽车也是目前另一个NOR记忆体的主要应用之一。在ADAS、车联网、自驾车等新兴的汽车应用推动下，汽车的电子系统需要性能更强大的运算和储存解决方案，而NOR记忆体基于优异的读取速度和稳定性，就成了这些新兴应用的首选方案。

图二 : NOR快闪记忆体市场规模。 （source：marketintellica，制图CTIMES）

目前全球正在积极布建的5G基地台，同样也是看中NOR记忆体的读取速度和可靠度，在其系统内使用了大容量的NOR记忆体；另外，真立体声（TWS）无线蓝牙耳机也是目前正快速在消费性电子市场快速成长的NOR记忆体应用，所看重的，就是其易整合和讯号稳定快速的特性。

朝向高容量、低功耗和小尺寸发展

目前NOR记忆体的技术发展趋势，主要朝高容量、低功耗和小尺寸三个方向发展。

在高容量方面，由于自驾车和5G基地台这类高速高频宽的应用，对于程序运行的速度有较高的要求，同时所处理的数据量也较大，因此需要较高的NOR记忆体容量。以基地台来说，所需要的容量至少是1GB起跳，而目前市场上能供应此容量的业者十分稀少，主要以台湾的旺宏与美国的美光为主。

不过由于结构的限制，NOR记忆体微缩不易，而且市场和成本也难以支持制成再下探，因此目全球最小的NOR制程只到45奈米。旺宏电子也宣布，将不会再研发55奈米以下的NOR记忆体技术。

低功耗是NOR记忆体的另一大发展趋势，尤其对工业和物联网等装置来说，功耗的改进，是直接对产品的电池寿命和整体系统的能源效率进行优化。目前针对功耗敏感的装置． NOR记忆体已发展出1.2V的低电压方案，此外，为了适应更多不同系统的设计需求，NOR也推出宽电压的方案，能支援1.8V～3.6V的系统组合。

图三 : TWS无线耳机也开始使用NOR记忆体方案，开创了新的消费性。市场（source：iFix）

小尺寸，则同样相应于低功耗的趋势，对于消费性和物联网装置来说，体积也是锱铢必较，越小的晶片体积，对于系统设计越有利，不仅节省PCB的面积，同时也能增加在电池和其他整合设计的空间。以旺宏为例，他们即将推出的8MB NOR记忆体产品，号称是产业界最小的晶片，体积较前一代缩小了60%。

结语

对于一个完整的系统架构来说，记忆体乃是必要的元件之一，而NOR记忆体具备储存和快速读取的特性，自然为其奠下了一个明确的发展基石，尤其是在云端储存服务更趋成熟的未来，高容量的资料储存功能对于装置来说，将不再是主要的功能，反而是更快的运行速度和更高的可靠度，会是开发者所关注的焦点，而NOR的优势与需求将会更加明显，尤其是它还具备相当的成本竞争力，在更好的次世代记忆体方案问世之前，它将会占据主流的系统记忆体位置。