存儲產(chǎn)業(yè)黃金時代，國產(chǎn)廠商如何行穩(wěn)致遠(yuǎn)？

什么是存儲？其實(shí)自人類文明誕生之時就有了存儲，不論是結(jié)繩記事還是甲骨文，可以說沒有存儲就沒有人類文明的傳承。存儲自身的技術(shù)更迭和涵義演變，也見證了人類在科技金字塔的攀登之旅。

進(jìn)入電子信息時代，存儲已經(jīng)發(fā)展成為一個規(guī)模巨大的市場。特別是順應(yīng)國家存儲大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)布局以及國產(chǎn)化替代的推動，更是給存儲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展按下了快進(jìn)鍵。不過，放眼全球存儲產(chǎn)業(yè)，美國、日韓、臺資等國際大廠幾乎瓜分了全球市場份額。大陸本土存儲廠商的崛起，更像是這個巨大藍(lán)海市場中的“孤勇者”，既要牢牢握住手中關(guān)鍵的信息安全鑰匙，又要在技術(shù)追趕中爭得一席之地。

直面國產(chǎn)固態(tài)存儲痛點(diǎn)

北京澤石科技是中科院微電子所孵化的公司，擁有從主控、固件到SSD完整的研發(fā)能力，致力于打造存儲國產(chǎn)化的完整產(chǎn)業(yè)鏈。2019年，澤石科技承接了國家科技重大專項02課題UFS閃存國產(chǎn)化，該項目由長江存儲負(fù)責(zé)NAND顆粒研發(fā)，澤石承接控制器研發(fā)，共同開發(fā)晶圓級別到國產(chǎn)NAND存儲應(yīng)用技術(shù)。

該項目指導(dǎo)人、中科微電子所領(lǐng)導(dǎo)表示：“不能只做芯片，也需要希捷這樣的企業(yè)。對控制器和固件布局已經(jīng)提出幾年，澤石團(tuán)隊前期已經(jīng)成熟開發(fā)SSD產(chǎn)品，由研究所推進(jìn)，未來和長江存儲做好配合，一定要做成中國的‘希捷’?！?/p>

日前，澤石科技創(chuàng)始人、CEO劉楊博士接受<與非網(wǎng)>獨(dú)家專訪，談及發(fā)展國產(chǎn)存儲的必要性時，他表示，“如果要推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，其實(shí)就離不開存儲的創(chuàng)新?！?/p>

據(jù)他介紹，目前國產(chǎn)SSD（固態(tài)硬盤）主要面臨兩大痛點(diǎn)：第一，打造穩(wěn)定、可靠的國產(chǎn)供應(yīng)鏈?zhǔn)钱?dāng)前形勢下需要解決的問題。第二，技術(shù)的成熟度、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模有待繼續(xù)提升。存儲、CPU、操作系統(tǒng)并稱為核心部件“三大件”，通過大規(guī)模出貨的磨合，三者將形成更有力的配合，進(jìn)一步強(qiáng)化兼容性。就像Wintel聯(lián)盟一樣，能夠從底層創(chuàng)新為業(yè)界提供有力支持，而不僅僅只是簡單的系統(tǒng)集成。

固態(tài)硬盤加速取代機(jī)械硬盤

根據(jù)海關(guān)總署發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年中國集成電路進(jìn)口金額為27934.8億元。其中，存儲芯片進(jìn)口金額已連續(xù)多年占據(jù)集成電路進(jìn)口總額的三分之一左右，規(guī)模巨大。

我國作為全球最主要的存儲芯片消費(fèi)市場之一，大陸存儲芯片市場已連續(xù)多年占據(jù)全球存儲芯片市場份額的50%以上。隨著電子制造領(lǐng)域水平的不斷提升，5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等新興應(yīng)用領(lǐng)域的不斷涌現(xiàn)，催生了存儲芯片市場的巨大需求，近年來市場規(guī)?？傮w也保持較快增長。

“隨著技術(shù)的發(fā)展、新的市場機(jī)會的開拓，存儲本身的市場容量在快速增長”，劉楊指出，“這既包括了存量市場的技術(shù)替代，也有增量市場的快速應(yīng)用，導(dǎo)致SSD的應(yīng)用越來越廣泛。SSD出現(xiàn)約20年，各方面性能表現(xiàn)都超越了機(jī)械硬盤（HDD），當(dāng)時唯一的挑戰(zhàn)可能就是價格問題。但現(xiàn)在SSD正在取代HDD，筆記本電腦幾乎百分百應(yīng)用了SSD，數(shù)據(jù)中心每臺服務(wù)器幾乎都搭配了2-8塊SSD……隨著近幾年3D TLC技術(shù)的發(fā)展，SSD每GB的價格已經(jīng)大幅下降?！?/p>

除了價格方面的考量，大規(guī)模數(shù)據(jù)對存儲容量的需求增長也是驅(qū)動SSD快速發(fā)展的因素。劉楊認(rèn)為，“SSD全面取代HDD的步伐在加快，這可以說是存儲業(yè)界近百年來一個非常大的、深刻的技術(shù)變革。站在這個時間節(jié)點(diǎn)，澤石科技要做一件事，就是建立國產(chǎn)的SSD產(chǎn)業(yè)?！?/p>

澤石科技目前已量產(chǎn)的神農(nóng)控制器芯片，使用TSMC 28nm工藝制造，采用NVME 1.3協(xié)議的PCIe Gen3 x 4技術(shù)，適配SLC/MLC/TLC/QLC ?；谠撔酒_發(fā)的SSD性能最高可達(dá)順序讀3.5GB/s，順序?qū)?.0GB/s，最大支持4TB的容量。與傳統(tǒng)機(jī)械硬盤最多約200MB/s的水平相比，約實(shí)現(xiàn)了15倍以上的提升。而據(jù)劉楊透露，正在研發(fā)的下一代PCIe Gen5盤古，讀寫速度最高可以達(dá)到12GB/s，約是傳統(tǒng)機(jī)械硬盤的60倍。

打造主控、固件、SSD的完整研發(fā)能力

目前，在主控研發(fā)、固件開發(fā)、SSD集成方面，澤石已形成了完整的布局，積累了約十年的研發(fā)經(jīng)驗。

主控方面，除了控制器芯片，澤石在TensorECC糾錯引擎方面有獨(dú)到優(yōu)勢，能夠自適應(yīng)不同NAND特性，降低產(chǎn)品成本30%，糾錯能力提升3-5倍；應(yīng)用感知TensorComp引擎針對AI圖像識別等大數(shù)據(jù)應(yīng)用，無損壓縮數(shù)據(jù)20%以上；高帶寬TensorProc引擎，可加速大數(shù)據(jù)計算存儲處理，降低系統(tǒng)功耗。

看得出澤石非常注重各類引擎的開發(fā)。為什么要堅持做自研算法？劉楊解釋說，SSD 三大核心技術(shù)包括主控芯片、Flash顆粒和固件算法。主控芯片作為SSD的“大腦”，可類比于計算機(jī)CPU，對SSD的性能、壽命及可靠性有重要影響。而固件算法方面的強(qiáng)化，例如強(qiáng)大的糾錯能力，則對SSD的性能、壽命及可靠性有重要影響。

他以Tensor智能算法為例解釋說，SSD的應(yīng)用非常廣泛，但是工作環(huán)境的溫度差別可能會非常大，因此對存儲介質(zhì)有嚴(yán)苛的可靠性要求。例如國際廠商美光、鎧俠等提供的Flash產(chǎn)品，能夠滿足-40℃~85℃的工作要求。國產(chǎn)顆粒目前還達(dá)不到這個級別，建議的使用溫度約為0℃~70℃。如何提升產(chǎn)品的可靠性？這就需要算法糾錯能力的提升，通過算法判別準(zhǔn)確的電壓值，將可能出錯的數(shù)據(jù)拉回正常值，從而提升方案整體的穩(wěn)定性。

固件開發(fā)方面，澤石針對TensorECC構(gòu)建了私有的算法庫，可根據(jù)用戶需求參數(shù)化的形式，快速生產(chǎn)定制化的專屬固件，縮短市場化時間。

SSD集成方面，澤石目前在消費(fèi)級、工業(yè)級、數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了全行業(yè)覆蓋。IS310XPlus產(chǎn)品搭載國產(chǎn)主控和YMTC 3D TLC NAND，與國產(chǎn)CPU平臺和OS方案兼容，滿足了長城信息銀行自助終端對系統(tǒng)盤SSD的需求；ZS1000 M.2 2280 SATA SSD實(shí)現(xiàn)了對小米Redmi Book 14 筆記本批量供貨; CS200X采用國產(chǎn)3D NAND顆粒，滿足紫光筆記本和臺式機(jī)應(yīng)用需求，成功通過兼容性測試并進(jìn)入紫光供應(yīng)商名錄；同時，澤石已于2022年第一季度成功入圍同方計算機(jī)存儲器供應(yīng)商名錄。此外，澤石SATA固態(tài)硬盤CS2系列、IS3系列各型號均已列入信創(chuàng)產(chǎn)品目錄。

存儲市場上揚(yáng)，國產(chǎn)廠商如何抓住機(jī)遇？

一場巨大的數(shù)字化轉(zhuǎn)型正在發(fā)生，帶動了存儲市場需求的增長。

根據(jù)WSTS、賽迪顧問的數(shù)據(jù)，2021年，存儲芯片的市場規(guī)模達(dá)到1580億美元，達(dá)到與2018年高點(diǎn)相近的規(guī)模，占整個集成電路行業(yè)市場規(guī)模的比重達(dá)到35.05%。這已是自2016年起，存儲芯片連續(xù)數(shù)年超越占比最大的邏輯電路，成為全球集成電路市場銷售額占比最高的分支。

另據(jù)IC Insights預(yù)測，2021-2023年全球存儲芯片的市場規(guī)模將分別達(dá)到1,552億美元、1804億美元及2196億美元，增幅分別達(dá)到22.5%、16.2%和21.7%。

如何看待國產(chǎn)存儲發(fā)展前景？如何抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇？劉楊表示，首先從產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面來看，國家對信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的大力推動、以及“東數(shù)西算”等政策引導(dǎo)，都利好存儲產(chǎn)業(yè)的增長。其次，從供應(yīng)鏈安全的角度，國產(chǎn)存儲越來越成為市場必需。

在這些背景下，國產(chǎn)存儲作為底層的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，將有更多機(jī)會與應(yīng)用端進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行垂直的、自上而下的優(yōu)化。從系統(tǒng)端到存儲端，他希望產(chǎn)業(yè)伙伴能夠一起打通，進(jìn)行架構(gòu)層的方案優(yōu)化，在市場應(yīng)用中擦出更大的火花。

“缺芯”近兩年成為行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)，打造穩(wěn)健的供應(yīng)鏈體系越來越重要。對此，劉楊表示，澤石在持續(xù)強(qiáng)化供應(yīng)鏈體系，建立了從wafer到顆粒封裝以及SSD的完整供應(yīng)能力。未來，一方面，澤石將根據(jù)客戶需求，提供定制化的SSD產(chǎn)品；另一方面，將根據(jù)整個行業(yè)的趨勢，提供更高性能、更具有競爭力的產(chǎn)品。在聚焦國內(nèi)市場的同時，希望將競爭力提升到國際水平。

寫在最后

存儲產(chǎn)業(yè)近兩年受到的關(guān)注度較高，本身的產(chǎn)業(yè)格局也正處于震蕩中。在當(dāng)前的國際背景下，存儲作為核心的部件之一，對于未來數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級的支撐作用是不可估量的。這既是國產(chǎn)存儲的發(fā)展良機(jī)，同時也是巨大的時代挑戰(zhàn)。

國產(chǎn)存儲的卡脖子問題究竟解決了沒？劉楊認(rèn)為，“我覺得還處在初級階段，只有國產(chǎn)品牌形成更大規(guī)模的出貨量，進(jìn)入全球前列的供應(yīng)商席位，才是真正的解決了這個問題。”

但不管怎么說，“造不如買”的階段一去不復(fù)返。國產(chǎn)存儲發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，一方面是要擴(kuò)充產(chǎn)能，加強(qiáng)產(chǎn)能建設(shè)、實(shí)現(xiàn)整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速擴(kuò)大；另一方面，還需通過逐步的磨合，充分建立國產(chǎn)信任，走向更為廣闊的藍(lán)海市場。

正如采訪中劉楊所說，“未來二三十年，數(shù)據(jù)將滲透到人類社會生活的方方面面，隨著數(shù)據(jù)量的不斷攀升，SSD將擔(dān)綱產(chǎn)業(yè)主角。澤石希望在中國存儲大戰(zhàn)略全產(chǎn)業(yè)鏈布局中，實(shí)現(xiàn)SSD核心技術(shù)的全國產(chǎn)自主研發(fā)，助力存儲產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化。”