當前最受市場重視的儲存產品，就屬NOR Flash記憶體。這個一度被市場輕視的儲存技術，現在不僅回了春，還翻身變成當紅炸子雞，產業界爭相搶購，成了新冠疫情中，最耀眼的記憶體產品。

事實上，NOR跟NAND就好似親手足的兄弟，因為兩個技術都是由舛岡富士雄博士所研發，NOR還比較早問世（1980年），NAND則是再晚個幾年（1986年），且兩者都是屬於非揮發記憶體的技術，並且是基於「電子抹除式可複寫唯讀記憶體（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）」發展而來。

讀取快 嵌入式應用優勢佳

雖然較早被研發出來，但NOR並沒有受到東芝的重視（當時舛岡富士雄任職於東芝），反而是英特爾看出了這項技術的潛力，並在1988年將之商業化量產。

至於NAND雖然較晚問世，但卻享盡了後至者的優勢，不僅製造成本被大幅改良，同時寫入的速度和單位儲存的面積，也有了大幅的提升。而在那個PC市場正要起飛的時代，NAND可說是完全符合裝置對於高速儲存的需要，也因此NAND的市場一發不可收拾。

然而到了5G和物聯網時代之後，這個市場思維開始有了變化，比起寫入速度，讀取變得更加重要。這一切都得從NOR和NAND的本質差異說起。

圖一 : NOR和NAND記憶體架構的差異。（source：Cypress，製圖CTIMES）

同為非揮發性記憶體，NOR與NAND的差異其實也不大，他們的儲存單元相同，工作原理也類似，但在資料讀取的架構上有一個決定性的差異，也就是源級線（Source Line）和位元線（Bit Line）的設計不同。

在NOR記憶體，每一個記憶體單元（Memory cell）都應對一組字元線（word Line）、源級線和位元線，採用的是並聯的結構，故在讀取的性能上十分卓越，但寫入與抹除的速度就差強人意。不過由於其快速讀取的特性，實現了被稱之為「晶片內執行（eXecute In Place）」的功能，十分適合嵌入式設計。然而，這樣的結構會造成較大的單位面積，因此儲存密度較低，同時生產成本也較高。

至於NAND Flash，則是一組記憶單元對應一個源級線，採用串聯的結構，並非對每個記憶單元的單獨存取，而是類似「整塊」式的處理，因此在寫入和抹除的速度較快，但是讀取上就需經過先行定址，導致速度較慢。而由於採用串聯式結構，因此單位的儲存密度較高，製造的成本也較低。

由於在功能與應用上的不同，NOR後來被稱為「編碼型快閃記憶體」，而NAND則稱之為「儲存型快閃記憶體」，用以作為其市場的區隔。但除了體積和讀寫速度的不同外，不同記憶單元的結構也帶來了在系統設計與耐用性上的差異。

首先在系統I/O設計上，NOR因為使用專門的位址引腳，因此易於與其他的方案進行整合，在系統的設計上較為簡易，同時應用程式也可以直接在其上執行；至於NAND，就要有額外的定址設計（暫存器），才能有效率的進行資料存取，因此設計就較為複雜。

而在可靠性方案，NOR的寫入和讀取都是以獨立記憶單元進行，因此系統在運行上先天就較為可靠和穩定；反之，NAND因為是成塊處理又屬隨機分佈，比較容易出現壞快，而且很仰賴控制器來穩定讀寫，因此系統本質上就比較不穩定，自然可靠度也較低。

重視執行速度 5G、車用、消費性電子紛紛導入

有了這種先天體質的差異，NOR的重要性在近期也因此備受注目，尤其是在5G基地台、汽車電子，以及高性能的工業應用上。這類型的應用十分強調系統的穩定性，同時也著重讀取的速度（程序的反應速度），相當適合採用NOR快閃記憶體解決方案。

不過NOR Flash本身也有規格之分，也就是序列式（Serial）和平行式（Parallel），以及整合SRAM的多晶片封裝（MCP）。目前則以序列式的產品市場比重最高。

所謂的序列式，則是指採用SPI同步傳輸介面的NOR記憶體產品。這類型的產品在I/O的硬體結構設計上較為簡單，同時傳輸的速度也較快，特別是對於嵌入式產品系統來說，使用SPI介面的NOR記憶體在PCB上所需要的導線較少，因此有助於減少PCB的使用空間，進而縮減裝置的體積，這對於物聯網裝置來說，是十分有利的特色。

汽車也是目前另一個NOR記憶體的主要應用之一。在ADAS、車聯網、自駕車等新興的汽車應用推動下，汽車的電子系統需要性能更強大的運算和儲存解決方案，而NOR記憶體基於優異的讀取速度和穩定性，就成了這些新興應用的首選方案。

圖二 : NOR快閃記憶體市場規模。（source：marketintellica，製圖CTIMES）

目前全球正在積極布建的5G基地台，同樣也是看中NOR記憶體的讀取速度和可靠度，在其系統內使用了大容量的NOR記憶體；另外，真立體聲（TWS）無線藍牙耳機也是目前正快速在消費性電子市場快速成長的NOR記憶體應用，所看重的，就是其易整合和訊號穩定快速的特性。

朝向高容量、低功耗和小尺寸發展

目前NOR記憶體的技術發展趨勢，主要朝高容量、低功耗和小尺寸三個方向發展。

在高容量方面，由於自駕車和5G基地台這類高速高頻寬的應用，對於程序運行的速度有較高的要求，同時所處理的數據量也較大，因此需要較高的NOR記憶體容量。以基地台來說，所需要的容量至少是1GB起跳，而目前市場上能供應此容量的業者十分稀少，主要以台灣的旺宏與美國的美光為主。

不過由於結構的限制，NOR記憶體微縮不易，而且市場和成本也難以支持製成再下探，因此目全球最小的NOR製程只到45奈米。旺宏電子也宣布，將不會再研發55奈米以下的NOR記憶體技術。

低功耗是NOR記憶體的另一大發展趨勢，尤其對工業和物聯網等裝置來說，功耗的改進，是直接對產品的電池壽命和整體系統的能源效率進行優化。目前針對功耗敏感的裝置．NOR記憶體已發展出1.2V的低電壓方案，此外，為了適應更多不同系統的設計需求，NOR也推出寬電壓的方案，能支援1.8V～3.6V的系統組合。

圖三 : TWS無線耳機也開始使用NOR記憶體方案，開創了新的消費性。市場（source：iFix）

小尺寸，則同樣相應於低功耗的趨勢，對於消費性和物聯網裝置來說，體積也是錙銖必較，越小的晶片體積，對於系統設計越有利，不僅節省PCB的面積，同時也能增加在電池和其他整合設計的空間。以旺宏為例，他們即將推出的8MB NOR記憶體產品，號稱是產業界最小的晶片，體積較前一代縮小了60%。

結語

對於一個完整的系統架構來說，記憶體乃是必要的元件之一，而NOR記憶體具備儲存和快速讀取的特性，自然為其奠下了一個明確的發展基石，尤其是在雲端儲存服務更趨成熟的未來，高容量的資料儲存功能對於裝置來說，將不再是主要的功能，反而是更快的運行速度和更高的可靠度，會是開發者所關注的焦點，而NOR的優勢與需求將會更加明顯，尤其是它還具備相當的成本競爭力，在更好的次世代記憶體方案問世之前，它將會佔據主流的系統記憶體位置。