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TLC 基本知識科普及Android >IOS 心歷路程

用了多年Android OS 的Sony Samsung HTC 手機，一直很習慣Android 操作方式，很排斥 Apple iphone 將使用者當麻瓜的做法。
例如記憶體無法任意寫入音樂、照片、資料，樣樣都要靠 Itune 同步，沒有返回鍵，想退回上一步時要和每一個軟體躲貓貓找出退出機制，可是他有時在左，有時在右，有時淡化有時隱藏，有時要點一下才會出現，時常常找不到，令人生氣。按大圓鍵又會用力退到牆外一切重來。

但是Iphone6+ 確實有一些優點非常誘人，例如: 超好的防震相機功能，平衡的影像品質，240FPS 錄影，縮時攝影，實用的指紋感應鍵，穩定好用的Airplay功能，實用卻有點瘋瘋癲癲的Siri..........。
我終於在兒子強力推薦下去年11月上Apple 網站花32900元買了一台 128GB 的 6Plus ,貨還沒寄來我就急著上各地網站看文章，想要鞏固我的決定是對的，上 Mobile1 一看，當時竟沒有少人在談Iphone6+ 的功能及使用心得，全部都在爭辯韓商下毒的 TLC 問題。看到128GB 保證都是用TLC 時我的心一直往下沉，鬱卒很多天。打電話去Apple 問，回答是如果很擔心可以退訂，貨到後也可退貨，但這也沒有使我釋懷。為了不做奧客，我沒退訂，東西入手後，果然有許多我期待中及意想不到的優點，例如聲音還不錯。也有我已知及意想不到的缺點。例如會當機。

但是TLC 問題還是讓最我耿耿於懷。

我年輕時接觸做過IC 設計與生產，對如何在矽晶體上蒸出電晶體自認比普通人了解，對Flash採用浮動閘來儲存電荷以半永久記憶資料也略懂。自認比常人更能聽得懂半導體術語，但是努力爬完當時網上文章後疑問並未獲得答案。
讀了google找得到的文章後發現，大家都在應用層面爭論 SLC MLC TLC 讀寫壽命、價格，卻沒有人願意出來說明到底他們在半導體物理學上有何不同，為何壽命會不一樣。

台灣是半導體及Flash記憶體大國，卻沒有真正懂半導體物理學的人願意出面寫一篇文章來幫大家解惑。

猜想他們也許是沒興趣與我們這種麻瓜聊。尤其是網路文化胚變後，說真理的人常常會被口水淹沒。真懂的人可能漸漸懶得上那種網站。或者是 TLC 真的有弱點，但沒有人想做壞人，說出國王沒有衣服。

為了釋懷，每次與業界老將吃飯閒聊時，我都問相同問題，得到的答案卻都是浮面的技術手冊上寫的應用知識。沒有一個人能說得清楚為何一顆FET 在SLC只能存1bit資料，MLC 能存2bit資料，TLC卻能存3個bit資料。

那個L =Layer (階)到底是甚麼，是電壓嗎?

可是在數位邏輯電路中FET不是只有通電 1與不通電 0兩階嗎?

難道TLC內的FET有1/8、 2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8、8/8通的嗎? 如果真的有那是怎麼做到的，又如何驅動下一級電路呢?

經過多次銬問一位Flash記憶體應用界老人後，他才慢慢透露這個天大的秘密常識之一角。

(以下為行文方便，有些說法採不精確的簡略式描述。)

以下是胡說八道，希望能引出真正專家來開講糾正。

先說一下Flash 記憶體基本原理。
在一般的邏輯半導體晶圓中有很多顆場效應電晶體，例如CPU RAM，每顆FET (Field effect transistor)在源極(source)與受極(Drain)兩個N型半導體間能不能通電取決於中間的閘極(Gate)是帶負電、沒電或正電，以決定該邏輯開關是1或0，

Flash 則是在閘極上再多加上一個浮動閘極(Floting gate)用如同玻璃一樣的二氧化矽包住， 然後用隧道效應或高動能熱電子，將負電荷(電子)擠入浮動閘極中半永久儲存。這就會使閘極永久帶電，使FET永久不通，使其永久記憶0或1。

SLC， 不論是NAND 或NOR 結構，他都是一顆FET 只記憶1個bit. 浮動閘極內的電荷只有全充飽與全放光。因此FET 只有全通電與不通電。所以結構非常簡單。

MLC則是設計成可在浮動閘極內充入 1/4、 2/4、 3/4 、4/4電荷。假如4/4=100%=800顆電子，那麼1/4時就只注入200顆電子入浮動閘極中。2/4時就只注入400顆電子入浮動閘極中。
如此以來一個FET 就可記憶2bit 資料，即00 01 10 11=0、1、2、3

TLC則是設計成可在浮動閘極內充入 1/8、 2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8、8/8的電荷。假如8/8=100%=800顆電子，那麼1/8時就只注入100顆電子入浮動閘極中。
如此以來一個FET 就可記憶3bit 資料，即000 001 010 011 100 101 111=0、1、2、3、4、5、6、7

哪麼這些資料又是如何被寫入及讀出呢?

解釋寫入比較複雜，今天先談如何讀出。
讀出記憶資料雖然實際做起來很難，但其原理卻很簡單。
讀出時只要在閘極上先試加上1/8電壓(電荷)如果FET的源極與受極間通電了，證明浮動閘極中記憶的是7/8也就是 111，因為1/8+7/8=1。 如果不通就將電壓升高為2/8，如果通了證明浮動閘極中記憶的是6/8也就是 110 ，因為2/8+6/8=1，然後依此類推直到加到8/8電壓時才通，證明浮動閘極中記憶的是0也就是 000

問題是如果加到8/8時FET還不通，或加到1/16 時就通了，那是甚麼狀況呢? 怎麼辦呢? 這跟TLC Flash 的使用壽命有何關係呢?

今天體力已不支，有空再續...................

有興趣立即深入了解者，可先看看附件影片。http://youtu.be/s7JLXs5es7I

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