存储芯片如何升级安全防护？

今年的315晚会已结束，每年的315晚会都能给消费者留下深刻的印象，例如去年儿童智能手表的安全风险问题牵动每位家长的心。然而不仅是儿童智能手表，当智能手表不再只是简单的消费电子产品时，用户的需求让它具备运动健康监测、娱乐、通话、拍照、定位等功能，几乎所有类别的智能手表收集和存储的用户个人信息也越来越多。

需要关注的是，当下的智能手表等可穿戴设备就安全性和公众隐私接受度而言，其技术还存在一些安全漏洞，导致此类可穿戴设备容易受到攻击。因此从存储芯片等关键元器件入手，成为解决安全风险的关键之一。

那么，存储芯片在可穿戴设备的安全防护上能够发挥哪些作用呢？如今，在可穿戴设备的存储技术朝着高安全性、低功耗、小型化、大容量的方向迭代时，业内芯片厂商又有哪些新品能够适配市场需求呢？

可穿戴设备的安全风险亟待解决

如今，用户佩戴可穿戴设备的时间越来越长，对可穿戴设备的功能要求也逐渐变高，除了直接在可穿戴设备上获取信息外，还需要更方便地访问与其配对的主设备。与此同时，可穿戴设备收集和存储的用户个人信息也越来越多。

华邦安全解决方案营销企划部技术经理李亚玲对电子发烧友网表示，对可穿戴技术的关键攻击之一是身份验证问题，这类的产品通常不需要用户身份验证来访问可穿戴设备上的数据，敏感数据面临很容易被访问的风险。二是缺乏加密机制，在同步传输数据以及存储在制造商或服务提供商的云服务器上的数据方面也存在严重问题。三是缺乏相关的法规约束从业者需要针对穿戴装置做到哪些信息安全防护以及提升大家对信息安全的重视程度，也成为今日所面临的挑战之一。

兆易创新存储器事业部市场总监薛霆和康盈半导体产品总监齐开泰都认为，在可穿戴设备应用中，安全风险主要体现在数据安全、设备安全和软件安全三大方面。

那么存储芯片可以在哪些方面提升可穿戴设备的安全性呢？薛霆认为，随着产品安全性需求的不断提高，可以通过在芯片层进行加密，并进行接入控制和双向认证的技术手段来提升产品安全性。为此，兆易创新推出了带有RPMC等功能的GD25LR和GD25R产品，RPMC电路可用于保护重要数据的机密性和完整性，并防止一般闪存容易遭受的rollback攻击。在此基础上，兆易创新还通过UID唯一身份标记来实现加密效果，在芯片端提供更高的安全保障。

康盈半导体产品总监齐开泰提到，存储芯片主要是提高了可穿戴设备的存储数据安全性能，“首先，存储芯片通过特有的算法技术，保障了存储数据的准确性与完整性；其次，通过提升硬件纠错能力、稳定性和使用寿命等性能，保障系统安全可靠的运行，助力系统抵御窃取风险；存储芯片数据加密功能，提升数据的安全性。”

李亚玲认为在这个安全意识剧增的时代，为可信赖启动和固件更新提供可靠的解决方案是物联网安全不可或缺的基准。安全闪存TrustME正是华邦电子重要的产品线之一，该产品线分为W77Q和W75F两大系列。根据介绍，TrustME是一种外接式的安全闪存，可用来保护代码和数据存储，进而强化可信赖启动和固件更新的健全性。

图源：华邦电子

W77Q系列符合CC EAL 2+安全认证等级的要求，可作为SPI NOR Flash的直接替代产品。相较标准型NOR闪存，W77Q在安全保障和灵活性等方面更具优势，同时还能支持安全片上执行（XIP），是加密密钥配置、管理和储存、安全数据储存，以及一般数据储存的理想之选。W75则是全球首创获得CC EAL 5+认证的安全闪存解决方案，支持安全芯片内执行（XiP） 并保护存储在物联网设备内的数据和代码的机密性和完整性。

可穿戴设备作为消费电子的一种，如何在使用时保护个人信息逐渐被业内人士所关注，特别是儿童智能手表具备语音通话、定位、摄影摄像等更多功能，其安全问题亟待解决。目前，多家存储芯片厂商都推出了安全性能更强的存储芯片，这也将成为可穿戴设备智能化过程中的安全保障。

新的需求涌现，存储芯片技术迭代加速

当前，可穿戴设备正朝着智能化、网联化、小型化等多个方向发展，因此存储芯片在迭代的过程中，除了需要具备更高的安全性，还需要关注到低功耗、小型化、大容量。齐开泰表示，可穿戴设备的功能、数据存储需求日益变化和增长，对体积、性能、功耗等要求更高，因此，拥有先进制程工艺、更小体积、更高传输速率、更低功耗的存储芯片对于穿戴设备来说极为重要。

只不过，存储芯片在设计过程中面临着尺寸和厚度的把控难点，因为容量越大，堆叠数量更多，尺寸也会变大。如何突破上述瓶颈，也正是芯片厂商需要解决的问题。

可穿戴类产品对于续航能力一直有着高要求，在应对可穿戴设备的功耗问题上，不管是主控芯片还是存储芯片，甚至是电感等元器件，整个产业链上的厂商都在致力于解决这个问题。存储芯片的低功耗性能也被长期关注，可穿戴设备大多为空间受限或电源性能受限的产品，因此内存产品需相应地减少自身尺寸并降低功耗。

例如华邦的1.2V NOR Flash 产品 W25Q64NE可以为可穿戴设备提供更多代码存储空间并且减少设备的运行功耗低。该产品工作的电压范围为1.14V-16V，可兼容单节AA电池的输出电压，并且无需电平转换器即可连接至SPI Flash，降低BOM成本和PCB占用空间。华邦采用WLCSP封装的HYPERRAM产品，封装体积更小，功耗在混合睡眠模式下也仅有35 uW。

兆易创新也推出1.8V和1.2V超低功耗产品系列，1.8V产品读功耗最低只有7-10mA，比业界水平低45%，1.2V供电产品在Normal Mode下，读功耗最低6mA@120MHz x4 I/O，在Low Power Mode下，读功耗最低只有0.4mA@1MHz x4 I/O，充分满足了低功耗移动设备超长待机的需求。

同时，为了应对不同市场需求，兆易创新提供覆盖512Kb-2Gb等多种容量规格的量产型SPI NOR Flash产品，以及在小封装上，推出了USON6 1.2x1.2mm和USON8 1.5x1.5mm以及WLCSP等不同的封装形式，为智能穿戴设备以及各种紧凑型电池供电应用提供了极大的设计灵活性。“目前我们的WLCSP产品可支持的最大容量为512Mb，满足客户对于WLCSP大容量的需求。”薛霆表示。

值得一提的是，作为新锐存储企业，康盈半导体已量产的产品SKU数量超过80个，通过主流平台厂商验证产品近100个。据了解，康盈半导体推出的小精灵系列嵌入式存储芯片产品线Small PKG. eMMC、ePOP、UFS等，可满足可穿戴设备的多场景应用开发需求。

在小型化和低功耗方面，康盈半导体Small PKG. eMMC小微智能知芯小精灵兼容JEDEC eMMC5.1规范和多主流SoC平台，并支持HS400高速模式，9mmx7.5mm小尺寸，153Ball封装，减少PCB板占用空间，可使穿戴设备拥有更多空间并可容纳高容量电池，有助于实现智能穿戴小型化、微型化、低功耗；ePOP智能穿戴创芯小精灵，集成eMMC和LPDDR3/4X，采用在主芯片上（package on package）贴片的封装方式，节省PCB占用空间，进一步精简产品尺寸，产品尺寸最小为8mmx9.5mmx0.8mm。其中，NAND Flash采用高性能闪存芯片，顺序读取速度可高达290MB/s，顺序写入速度可高达140MB/s，DRAM速率最高可达4266Mbps。目前提供市场主流8GB+8Gb、16GB+8Gb、32GB+8Gb、32GB+16Gb等容量组合，具有体积小、功耗低、开发简单等优异特性，是智能穿戴设备的理想解决方案。

智能穿戴设备围绕着“普及”与“升级”的双线发展。一方面，智能化的变革使可穿戴设备趋于多元化的发展态势，随着应用场景不断丰富，新的产品和多种功能的叠加对存储芯片提出了更高容量的要求。另一方面，随着可穿戴产品的品类多样化，用户群体总量不断增大，中、低端可穿戴设备的体量也会长期存在，因此市场对中、低容量的存储芯片需求也不会消失。

小结

2022年，存储芯片行业被认为是进入历史性“寒冬”。然而作为关键元器件，存储芯片在可穿戴设备甚至各个终端设备上都不可或缺。随着市场的增长，可穿戴设备行业或许会成为存储芯片厂商在渡过艰难“寒冬”阶段的“暖风”。

当下可穿戴设备所承担的功能越来越多，例如体征检测、安全认证、生物信息存储等，其所需的安全防护等级也逐渐提升。而存储芯片在迭代过程中不仅仅只是关注安全性，对低功耗、小型化、大容量等各个方面都是升级方向之一。

存储芯片的迭代不因“寒冬”而止，国内存储芯片厂商在多个方面的进展加快，并且有越来越多的产品实现应用落地。

审核编辑 ：李倩