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电脑基础 发布时间:2022-12-08 01:19:32
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随着5G、自动驾驶、AI场景开发对存储的需求显著增加,存储在5G时代的要求也更高,包括数据中心、交通设施和移动终端连接,这将导致数据流量的增加,需要更多的存储解决方案。电脑加上Flash颗粒价格下降,这使得SSD逐渐成为市场主流。它吸引了越来越多的人SSD加入主控玩家。

据深圳德一微电子市场总监罗挺介绍,中国声称正在这样做SSD控制器制造商有30或40家,甚至更多。毫无疑问,这几十家新兴势力加上台湾、美国等地的厂商,一场比赛SSD主控争夺战正式开始。


由台湾制造商主导的市场


SSD近年来很流行,但制造商开始研发SSD主控可以追溯到十几年前。直到2011年左右,sandforce为代表的大量厂商的崛起,宣告了市场的升温。特别是由公司开发,为客户提供主控和PCBA设计模式已成为行业的榜样。近年来,国际市场上的第三方SSD主控供应商主要由惠荣、群联、Marvel和Microchip(收购PMC等国际厂商控制,但这些厂商在运营商中各有各的专注。

华兰微总裁罗建军告诉半导体行业观察家,市场上的高端固态硬盘控制器芯片订单主要集中在美国Marvell和Microchip(收购PMC而且),主要面向工业领域和企业系统;台湾惠荣主要采用低端消费控制器芯片(SMI)和群联(Phison)瓜分。惠荣的市场份额高达30%。

据了解,SMI之所以能发展,是因为他们对2D TLC NAND闪存技术迭代,低质量NAND闪存颗粒(INK DIE 电脑/RECLAIM/拆机片等)友好支持。这使他们在第一次世界大战中了MARVELL和JMicron,成为当今SSD主控行业霸主,其赖以成名SSD包括主控器SM2246和SM2256。

然后通过全面优化升级版本量产SSD推出主控器产品SM2258/2258XT、SM2259/2259XT以及进入PCIE进入主控器市场OEM及一流SSD品牌厂商从进一步奠定了基础SSD主控行业的领先地位。

经过多年的发展,惠荣科技目前正在消费SSD控制器上有全系列产品,覆盖SATA到PCIe。从高效到主流,SMI都有相应的产品:在SATA部分,SM2258/SM2259是对稳态性能要求较高的应用,如server, Game PC.而SM2258XT/SM2259XT锁定在一般消费者的日常使用中SSD,提供者远高于机械硬盘的效率和平滑度

至于机器硬盘主控霸主,Marvell,虽然他们的SSD主控器技术水平一直处于世界领先地位,但在固件开发投资和交付方面完全弱于SMI,中国大陆的快速发展SSD对OEM和品牌的支持太低,从而失去了中国的重要市场SSD主控器市场的主导地位。此外,近年来高管和团队的动荡和流失也深受影响MARVELL公司在SSD主控行业的主导地位。此外,近年来高管和团队的动荡和流失也深受影响MARVELL公司在SSD主控行业的主导地位。

除了这些向第三方供应外,SSD此外,还有一些主控厂in-house的SSD主控公司在这方面也表现不错。比如上面提到的sandforce,还有三星旗下的相关设计公司,在这一领域的表现名列前茅。


加快国内厂商布局


前文提到,SSD主控市场吸引了数十家国内厂商参与,但只有少数厂商真正浮出水面,其中一微电子、联云科技、华兰微电子、一芯科技最为知名。

据官网介绍,德一微电子成立于2017年,是由硅格半导体(成立于2007年)与立而鼎科技(成立于2015年)合并而成,是世界上重要的闪存控制芯片供应商。据罗挺介绍,该公司主要提供两四型SSD一是控制产品SATA的(YS9081XT,YS9083XT),另一个是PCIe产品,其中YS9201控制器已量产;YS9203正在试产,预计明年Q2才会量产。

在过去的几年里,我们支持U盘,SD卡,到现在为止SSD控制在这个过程中积累了足够的经验,这是我们能做好的SSD罗挺告诉半导体行业观察记者,控制器的主要保证。

中国有联云科技SSD另一个重要的主控玩家。据了解,联云科技是一家致力于高端存储控制芯片研究和产业化的集成电路芯片设计公司,由方晓玲博士于2014年11月在杭州滨江国家高新区创办。公司收购JMicron所有(智微)SSD业务巩固了其技术和专利基础。

2016年3月,联云科技首次支持3D NAND闪存颗粒的SSD主控器(MAS080X)实现量产,为客户提供镁/因特尔32层的支持D NAND(B0KB/L06B)闪存颗粒的SSD固态硬盘完整解决方案,并在ADATA、APACER、BIWIN、HIKVISION、INNODISK、KINGSPEC等待客户实现大规模生产,为国内联云科技奠定了基础SSD主控器领域的行业地位也实现了国内SSD主控器可以在大规模商业用途中取得历史性突破。

我们于2017年5月推出MAS090X系列SSD目前全球推出的所有主控器都可以支持批量生产3D NAND闪存颗粒也成为行业领先的正式量产支持intel最新推出的N18 QLC第一个闪存颗粒SATA接口SSD主控器,并早于SMI 2259XT以及PHISON S11T实现终端客户大规模量产是国内的SSD近十年来,主控器首次获得量产支持NAND闪存颗粒比国际快SSD主控器的重大进步也可能成为SSD联云科技(杭州)有限公司副总经理李国阳表示,联云科技(杭州)有限公司主控器市场本件。

华兰微电子有限公司,也来自杭州,成立于2011年,由一支在硅谷锤炼的技术团队创办。公司专业从事数据存储和信息安全的核心技术研究,并在数据存储和信息安全领域提供集成电路芯片和技术解决方案。

华兰微电子有限公司,也来自杭州,成立于2011年,由一支在硅谷锤炼的技术团队创办。公司专业从事数据存储和信息安全的核心技术研究,在数据存储和信息安全领域提供集成电路芯片和技术解决方案。据公司官网介绍,他们是中国唯一一家拥有数字存储控制器芯片的高科技公司。

我们从华澜微总裁罗建军的介绍中了解到,他们目前可供使用SATA,SAS, PCIE等接口的SSD控制器芯片系列不仅能满足一般消费应用,还能逐步发展高端企业应用。不仅如此,华澜微芯片还可以提供国际通用的加/解密算法(如AES)国家商业密码算法电路(SM2/3/4)硬件支持是中国最早集成商密算法的硬件支持SSD控制器公司。

回忆科技成立于2015年,专注于企业级SSD公司自成立以来,已申请了三大核心专利板块StarNVMe? 、StarLDPC?、StarFlash?总专利近百项 ,现在也提供了PCIe NVMe SSD主控,STAR1000和STAR1000P两款。据了解,他们现在也涉水消费品。

当然,这些制造商只是国内的SSD冰山一角的主控,还等着我们去挖掘。

与领先厂商差距明显


虽然我们有很多SSD主许多其他领域一样,多其他领域一样,我们的国内制造商与国际领先制造商有明显的差距。

李国阳说,国产SATA接口SSD主控器已达到国际先进水平,但在PCIE在接口方面,还有很大的增长空间。 虽然有很多国产的SSD主控制器制造商声称推出和量产PCIE接口SSD主控器,但实际量产很少,主要还处于样品和小规模试生产阶段。要达到大规模生产的水平,还有很长的路要走。可以说,国内PCIE接口SSD与国际先进水平相比,主控器的差距更大。短时间内无法与世界一流PCIE接口SSD主控器进行PK和对标。他强调。

华澜微总裁罗建军直言不讳。目前,国内SSD其实控制器是鱼龙混杂的,只有少数厂家真的是国产。即使是少数国内控制器制造商,核心也是IP也是从国外授权/购买使用许可证,没有可以修改的源代码,更不用说做任何修改了。总的来说,国内控制器芯片没有技术积累,IP大部分掌握在别人手中,所以在成本上没有竞争力,在技术演变和发展上也受到限制。

益芯科技相关负责人还指出,这一差距主要体现在三个方面:一是受国际大厂标准和技术演进的控制,国内技术视野略有限制;其次,目前flash 大厂以国外为主,对国内企业的支持相对有限;第三,SSD controller与国际大厂相比,国内各领域的积累、技术、产品也相对有限。

惠荣科技高级副总裁段喜亭先生告诉半导体行业观察记者:首先,随着NAND闪存正式进入3D随着工艺的发展,主控芯片的设计越来越复杂,门槛也越来越高。所需的人力和研发成本高于市场增长,这对中国相关新入口来说是一个挑战。但在大基金的支持下,技术、人才、资金等问题逐渐缓解。

另一方面,目前大部分都是国际化的NAND闪存,中国的固态硬盘主控芯片也需要国产NAND闪存磨合时间长,毕竟对SSD可靠性需要长时间的检验,这部分可以在产品上慢慢磨合,通过经验积累来体现。Nelson S. Duann补充说。

怎样才能突破?


随着NAND Flash层数的增加,还有其他不同存储的介绍,这是给出的SSD主控带来了一些新的挑战。对于这些国内制造商来说,如何确保他们能够稳步发展,然后赶上国际先进水平已经成为他们关注的焦点。

汇荣科技段喜亭指出,SSD主控研发的难度来自性能、功耗和闪存调节:

首先,在性能上,当PCIe成为SSD主控前端介面后,SSD速度演变得越来越快,目前主流PCIe NVMe SSD连续读写已达3GB/s上下,未来前端介面将继续PCIe Gen4迈进 SSD控制器是一个具体而微的嵌入式系统,芯片内部有CPU与逻辑电路和类比电路控制系统动作相匹配,有前端PCIe,有DRAM介面,有NAND介面。当系统速度越高时,多个介面的协同运行就变得极其重要,一旦有考虑不全的地方,电脑 整个SSD系统无法发挥预期的效率 SMI 一路从SATA到PCIe SSD主控芯片已经积累了10多年SSD今年推出了第三代主控设计经验PCIe NVMe SSD主控芯片的性能是三星和英特尔最高端的SSD与并驾齐驱相比。

其次,速度提高,功耗也会提高,但PCB却从SATA2.5寸变小了M.2 因此,降低功耗和加强散热变得非常重要SMI由于控制器的结构已经从两部分开始,首先是优化SMI它为主控和固件提供了整体解决方案,因此,在结构上可以使两者紧密合作,并通过automatic clock gating, multi power domain, 降低功耗的技能,最大化性能和功耗 二是使用最新的半导体工艺,如28nm, 16nm, 12nm等等,新工艺可以使用较小的电压驱动电路,因此功耗也可以有效降低,但新工艺的开发成本非常大,只有28套nm光罩需要1000万元,16nm 光罩高达2000万元,新竞争对手进来越来越难,SMI因为是市场龙头,有能力继续投资保持领先地位。

第三,它是闪存的适应性。由于闪存不能重写,写入次数有限,容易出现读写干扰等特点。因此,控制器需要用于使用mapping table, wear leveling,garbage colleciont等, 再加上各个家庭和世代闪存的不同特点,在SSD控制器的设计需要保持良好的弹性,使固件能够与不同的家匹配,不同的闪存可以操作。

联云科技李国阳也指出,目前很多非SSD行业专家和人士只关注SSD事实上,主控器本身是非常不全面的,并产生了技术和产品的错觉,SSD主控器研发成功与否,能否实现大规模生产销售,完全不是一个 个概

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