1. 國產PCIe4.0 SSD要來了,國產存儲即將走向高端
最近筆者看到一個新聞:嘉合勁威已推出國產晶元方案的PCIe4.0 SSD,採用 英韌 主控,搭配長江存儲快閃記憶體晶元。那麼問題來了,什麼是PCIe 4.0 SSD呢?PCIe 4.0 SSD實現國產化的意義又有多大呢?別急,下面筆者就來分析一下!
PCI-Express (peripheral component interconnect express) 是一種高速串列計算機擴展匯流排標准,旨在替代舊的PCI,PCI-X和AGP匯流排標准。
所謂匯流排(Bus)是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線,它是由導線組成的傳輸線束, 按照計算機所傳輸的信息種類,計算機的匯流排可以劃分為 數據匯流排、地址匯流排和控制匯流排,分別用來傳輸數據、數據地址和控制信號 。
匯流排是一種內部結構,它是cpu、內存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道,主機的各個部件通過匯流排相連接,外部設備通過相應的介面電路再與匯流排相連接,從而形成了計算機硬體系統 。擴展匯流排(Expansion Bus)就是外部設備和計算機主機進行數據通信的匯流排,PCIe就是擴展匯流排的一種,它既是通道,也是介面,通常我們可以在計算機主板上看到PCIe插槽,這些插槽可以用來接入顯卡、音效卡、無線網卡、SSD等,它還可以通過轉接卡變成USB口或者雷電介面等等。
首先我們來看一下PCIe的路線圖:自發布至今,PCIe協議已經從1.0升級到4.0了。
PCIe 4.0 相對PCIe 3.0 的升級主要在於將頻率和帶寬都直接翻倍,分別達到了16.0GHz和64GB/s。
目前PCIe 3.0仍為市場主流,但AMD及INTEL均已支持PCIe 4.0,所以市場上也開始出現支持PCIe 4.0的主板及SSD等產品。
SSD是固態驅動器(Solid State Disk或Solid State Drive)的簡稱,俗稱固態硬碟。SSD由控制單元和存儲單元(FLASH晶元、DRAM晶元)組成。
SSD的速度非常快,較傳統機械硬碟提升非常明顯,尤其當系統安裝在SSD上後開機啟動速度會比裝在機械硬碟上快很多。比如我家一台電腦過去開機需要45秒甚至更久,換SSD後開機僅需11秒!而 游戲 放在SSD里也能減少讀條時間和顯示模型時卡頓等問題,體驗得到大幅度提升,日常辦公軟體或者大型工具軟體比如著名的PS在SSD上的響應速度也遠較機械硬碟上靈敏,所以現在的電腦,無論是品牌機還是DIY裝機,基本上都會配備一塊SSD。
前面說過,PCIe 3.0目前還是市場主流,所以目前的主流SSD一般也只支持PCIe 3.0,但是三星、西部數據、希捷、海盜船、威剛等廠商都已發布了支持PCIe 4.0的SSD。這些產品性能提升確實非常明顯,以西部數據SN850為例,它的最高連續讀取速度7000MB/s,最高連續寫入速度為5300MB/s,而只支持PCIe 3.0的同門前輩SN750讀取速度為3100MB/S,寫入速度為1600MB/s,差距非常明顯。同時PCIe 4.0 SSD在4K小文件讀寫性能和延遲上都提升明顯,這一特性使得它在 游戲 表現上更為亮眼。
不過,PCIe 4.0 SSD目前也有一個明顯缺點:價格太貴了!
以前面提到的西部數據SN750和SN850為例,1T版的SN750價格只有850的一半左右,如果選擇定價更為親民的SN550,價格差距甚至可以擴大到三倍!
近幾年來,國產存儲進步飛快,相繼實現了DDR4內存國產化和SSD國產化,作為國產存儲排頭兵的嘉合勁威,也在前不久官宣已經完成PCIe 4.0 SSD的國產晶元方案適配,預計春節後量產光威、阿斯嘉特PCIe 4.0 SSD!
待量產實現後,國產SSD競爭力將大增,進一步打破國外品牌對高端市場的壟斷,過去那種隨意提價、缺貨的現象勢必大幅減少。考慮到國產存儲在價格上相對國外品牌一般都有較為明顯的優勢,國內裝機市場上新一代CPU和主板的銷量也有望得到刺激,畢竟想用上PCIe 4.0 SSD也需要CPU和主板支持。如此一來,PCIe 3.0 SSD價格很可能迎來一波下跌,畢竟長江後浪推前浪,前浪不降價就得死在沙灘上了。
我個人非常期待國產PCIe 4.0 SSD,也非常希望國內廠商能藉此走向高端,進一波打破歐美在高端存儲市場上的壟斷。
2. 國產存儲晶元開始提速,兩大喜訊接連傳來,實現從0到1突破
全球存儲晶元的格局非常明確,以韓國三星,SK海力士和美國美光這三大巨頭為主,在各大存儲晶元領域中占據核心技術和市場份額的主要優勢。常見的NAND,DDR5以及DRAM都掌握在海外巨頭手中。
但其實國產存儲晶元已經開始提速了,兩大喜訊接連傳來,完成了從0到1的關鍵突破。具體是怎樣的喜訊呢?國產存儲晶元產業格局如何?
存儲晶元的重要性是顯而易見的,手機,電腦設備想要運行文件,存儲數據,那麼存儲晶元將會是不可或缺的存在。
根據存儲晶元種類的不同,賽道競爭程度也不一樣。有些存儲晶元巨頭已經將工藝做到了使用EUV光刻機的程度,而有些企業能在某個細分存儲晶元領域取得一席之地,就已經是很大的突破了。
國外巨頭因為起步時間早,有龐大的資本開支優勢,再加上產業鏈發展完善,取得領先也是能理解的。但後來居上,實現反超的例子也不是沒有,國產存儲晶元傳來兩大喜訊,已經在彎道超車了。具體有怎樣的喜訊呢?
第一大喜訊:昕原半導體建成28/22nm ReRAM生產線
對存儲晶元有一定了解的人都知道,DAND,DRAM等是發展了幾十年的存儲晶元,已經發展出完整的全球化產業鏈,相關的技術,配套設施和人才儲備也十分完善。
可是在人工智慧,雲計算等日益發展迅速的新基建領域, 探索 新型存儲晶元也成為了一種趨勢。而ReRAM這種阻變存儲器就是新型存儲晶元,它的優勢體現在讀取速度快,功耗低,應用范圍廣闊。
昕原半導體就是發展ReRAM存儲晶元的國產公司,其成立於2019年,在今年2月中旬正式傳來消息,建成了中國首條28nm/22nm的ReRAM生產線。
基於這座生產線,昕原半導體可以更快將研究成果落地,補充完善國產存儲晶元產業的生產供應鏈。
值得一提的是,在新型的ReRAM阻變存儲器產業中,入局的玩家還不是很多,而建成相關生產線的企業更是少之又少。放眼國外,昕原半導體的這一生產線建設成果都是領先的。這也意味著,中國已經在ReRAM新型阻變存儲器中把握住了先手機會,未來可期。
第二大喜訊:曝合肥長鑫今年投產17nm製程的DDR5 內存晶元
相較於昕原半導體大力發展新型阻變存儲器,合肥長鑫這家存儲巨頭則在傳統賽道上持續攻克難關。有消息爆料稱,合肥長鑫會在今年投產17nm製程工藝的DDR5內存晶元,成為國內首個參與DDR5內存晶元市場的中國企業。
DDR5是計算機內存規格的晶元,相比於DDR4等前幾代內存條,DDR5的性能更加出色,且功耗更低,是當下主流的高性能,高品質內存晶元。
DDR5的市場份額一直把控在三星、SK海力士、美光這三大巨頭手中,製造出的DDR5被各國客戶爭相下單采購,國內也一直存在DDR5內存晶元的空白。
然而喜訊傳來,消息爆料合肥長鑫會在今年進行DDR5內存晶元的投產,且還是17nm的工藝製程。在這一領域內,17nm已經是非常先進高端的水準了。
若爆料消息無誤,則說明國產DDR5晶元已經迎來有望參與全球市場的發展能力。除了投產DDR5晶元之外,合肥長鑫也一直在努力提升產能,得益於背後資本的支持,合肥長鑫計劃在今年實現每月12萬片晶圓的目標,而2年前合肥長鑫的產能水準還停留在每月4.5萬片。
以上兩個關於國產存儲晶元的喜訊接踵而至,一個是昕原半導體在新型ReRAM阻變存儲器建成生產線,為國產新型存儲晶元產業發展提供更多的可能性。
另一個是合肥長鑫計劃今年投產DDR5內存晶元,在17nm工藝的支持下,將有望拿下DDR5市場的一席之地,打破海外巨頭單一市場壟斷的局面。
不難發現,這兩個喜訊都是實現了從0到1的突破,昕原半導體的ReRAM生產線是國內首條,合肥長鑫投產DDR5也是國內首個參與者,可見國產存儲晶元已經開始提速。
其實不只是這兩大國產存儲晶元巨頭,在其餘的長江存儲,福建晉華等等存儲公司的參與下,構建了如今存儲晶元產業快速破局的格局。他們要麼是興建生產線,要麼加快技術研發突破,齊聚力量之下,相信定能為國產存儲晶元創造全新的未來。
海外巨頭長期耕耘技術研發和產業發展,國產企業要想加速進步,還得一步一個腳印。首先要樹立發展目標,其次包括人才資源,緊接著努力將研究成果落地產業。正所謂一分耕耘一分收獲,希望國產企業的耕耘都能得到應有的收獲。
對國產存儲晶元的兩個喜訊你有什麼看法呢?
3. 打破美日壟斷晶元國產化再獲新突破:128層快閃記憶體晶元進入量產
長期以來,全球的存儲晶元市場份額基本集中在韓國、日本、美國等國家的晶元企業手中,我國在這方面雖然起步比較晚,但是進步速度快,我國存儲晶元「三劍客」之一長江存儲僅僅花了4年時間,就完成了32層3D NAND快閃記憶體晶元到128層3D NAND快閃記憶體晶元的研發。近日,我國在快閃記憶體晶元和固態硬碟領域傳來好消息。
據媒體周四(7月29日)最新報道,國內存儲產品代工企業「嘉合勁威」宣布, 該司旗下 品 牌阿斯加特發布新品AN4 PCle4.0 SSD快閃記憶體顆粒 ,該硬碟 採用的是長江存儲研發的128層3D TLC NAND, 主要的實行方案同樣來自於中企英韌 科技 。
快閃記憶體晶元和SSD固態硬碟之間有什麼樣的聯系呢?NAND快閃記憶體晶元被廣泛採用到SSD固態硬碟、智能手機、平板電腦等電子設備中, 數據統計顯示,2019年,SDD固態硬碟對NAND快閃記憶體晶元的需求佔比達49.6%,此外,2021年,預計SSD固態硬碟全球的出貨量高達3.3億台。 隨著SSD固態硬碟的市場規模越來大,也加速拉動了NAND快閃記憶體晶元的市場需求量。
值得一提的是,雖然,當前硬碟市場仍以PCIe 3.0 SSD為主流,但是技術進步是發展趨勢,隨著更多的高端產品的流出,PCIe 4.0 SSD的呼聲也越來越高,三星、西部數據等快閃記憶體晶元巨頭都推出了PCIe 4.0 SSD固態硬碟。 因此,AN4 PCle4.0 SSD的出現不僅能夠填補我國國產高端 PCle4.0 SSD固態硬碟領域的長期空白, 同時也象徵著我國國產SSD固態硬碟成功邁進高端市場。
另外,有業內人士分析認為,阿斯加特此次發布的新品, 意味著長江存儲研發的128層快閃記憶體晶元已經進入量產階段。由此,該司正式進階到100層以上的高端快閃記憶體晶元賽道,未來有望在快閃記憶體晶元市場上獲得更多的市場份額。
此次,阿斯加特與長江存儲的強強合作,又為我國高端技術突破增添了「功勛章」,成功把我國國產NAND快閃記憶體晶元和SSD固態硬碟推向高端市場。
文 | 張建琳 題 |曾雲梓 圖 | 盧文祥 審 | 呂佳敏
4. 國產SSD取得重大突破,但是和老外還是有一定差距
相比傳統3D NAND快閃記憶體架構,Xtacking可帶來更快的I/O傳輸速度、更高的存儲密度和更短的產品上市周期。目前大多數NAND晶元僅能供應1.0 Gbps實際速率。Xtacking技術有望大幅提升NAND I/O速度到3.0Gbps,與DRAM DDR4的I/O速度相當。
長江存儲的Xstacking技術基於武漢新芯 科技 的CIS感測器晶元上開發的堆棧技術,它把外圍電路置於存儲單元之上,外圍電路和存儲單元是2片晶圓,這就意味著其晶元可用面積遠大於其他傳統3D NAND架構,從而實現更高的存儲密度。
不僅是提高容量利用率,基於該技術節省出來的部分,除了控制電路,也為引入NAND外圍電路的創新功能以實現NAND快閃記憶體的定製化提供了無限可能。
根據資料顯示,這些公司的96層堆棧3D快閃記憶體今年將佔到產能的30%,不過隨著廠商加快技術轉型並提高良率,明年96層快閃記憶體的產能將超過64層快閃記憶體。也就是說,與國際上處於頭部的存儲晶元公司相比,我們仍舊存在一個完整的代差。
簡單的說,長江存儲剛剛宣布實現64層堆棧量產,而那些耳熟能詳的「洋品牌」則已經即將完成64層到96層的過渡。不過這僅僅是國產快閃記憶體晶元實現追趕的開端,長江存儲也曾公開宣布,未來將會直接跳過96層堆棧技術,直接在128層堆棧上展開競爭。
如今隨著堆棧層數的不斷增加,64層堆棧技術已經成為主流,512GB乃至1TB的SSD已經成為市場主銷型號。因為這個容量的產品不僅每GB容量的價格更低,而且因為技術的原因,更高容量的產品可以獲得更好的性能表現和更可靠的使用壽命。
而隨著明年96層堆棧成為國際的主流,明年1TB容量的產品將會成為市場上絕對的主力。所以,如果您不懂技術上的差異,或許直接比較容量上的差異更為簡單和直觀。
盡管如此,我們不能否認國產存儲晶元技術的進步。畢竟起步較晚,缺乏技術積累,並且屢屢遭受封鎖和打壓是不爭的事實。中國存儲晶元企業能夠在如此之短的時間追趕上國際一線品牌的步伐,這仍舊是值得驕傲的巨大進步。
實現存儲晶元的完全自主可控,這不僅對於中國 科技 產業發展具有極為重要的現實意義,更是國家 科技 發展戰略的重要一環。長江存儲實現64層堆棧快閃記憶體量產意義非凡,請給我們的 科技 企業多一些時間,相信未來必然會實現偉大的超越。
5. 中國的國產晶元有哪些
1、匯頂GOODIX
匯頂GOODIX屬於深圳市匯頂科技股份有限公司旗下的品牌成立於2002年是世界人機交互及生物識別技術的領導者主要應用領域有手機、平板電腦以及穿戴產品等多個領域有很強的實力推出了按壓式指紋識別晶元、玻璃蓋板的指紋識別晶元等多個指紋識別技術。
2、兆易創新GigaDevice
兆易創新這個品牌公司成立於2005年屬於北京兆易創新科技股份有限公司旗下是一家設計研發各類存儲器、控制器的一個晶元企業在深圳、香港、上海等多個地方設有子公司為客戶提供便捷的服務。
3、龍芯loongson
龍芯這個品牌屬於龍芯中科技術有限公司旗下,成立於2008年總部位於北京是一家信息產業和工業信息化產業提供低成本的處理器設計研發龍芯系列CPU以及銷售服務為一體的高科技企業在中國十大晶元企業排名第三為客戶提供可靠安全的處理器。
4、Spreadtrum展訊
Spreadtrum展訊成立於2001年總部位於上海屬於紫光集團有限公司旗下品牌,主要從事手機晶元製造為智能手機以及多功能型的手機的晶元開發,在上海、杭州、廈門、美國聖迭戈等多個城市設有研發中心支持寬頻和手機2G、3G及4G無線通訊標准。
5、海思Hisilicon
海思Hisilicon成立於2004年總部位於深圳市,屬於華為技術有限公司旗下品牌是一家晶元和光器件公司在世界各地開設有研究中心擁有博士、碩士等研究人員業務。
涉及電子、通信、光器件等晶元解決方案和美國、歐洲等同行建立良好的合作關系為客戶創造更多的價值在中國十大晶元企業排名第一實力雄厚以優質的服務贏得無數贊譽。
6. ltk5802是什麼晶元
存儲晶元。ltk5802晶元是聯輝科電子技術有限公司旗下的國產存儲晶元,該晶元存儲容量是1024GB,最大上傳速度是1GB每秒。
7. 2022年上市,國產內存晶元實現量產,領先業界平均製程11~21納米
相較於PC端、智能手機晶元製程的更新換代速率, 汽車 、家用電器等傳統晶元製程過渡到尖端晶元製程的時間相對較長。步入2021年後,內存市場迎來了一波升級, 眼下PC端領域已經步入到DDR5時代 。低端的 DDR3內存逐漸被三星、SK海力士淘汰。 但對於國產廠商來說,這是 切入DDR3內存市場的最佳時機 。
2021年11月18日消息 , 合肥長鑫重拾DDR3業務 ,為 兆易創新代工DDR3內存晶元 。據了解,合肥長鑫為兆易創新代工的DDR3內存晶元採用的是 19納米製程 。這比業界普遍使用的 30~40納米 製程的 DDR3晶元 , 領先了11~21納米 。
目前合肥長鑫的19納米DDR3內存晶元還處在工廠測試階段, 出貨時間暫定在2022年第一季度,預計2022年下半年,合肥長鑫將增加DDR3內存晶元產能。 可能有些朋友會說,DDR3早已被淘汰了,眼下已經是DDR5時代,兆易創新委託合肥長鑫代工的DDR3內存晶元,用往何處呢?
正如前面所說的,比起PC端、智能手機行業,家電、燈具等利基市場產品所用晶元的更新換代速率較慢。 合肥長鑫為兆易創新代工的DDR3晶元用於家電、燈具當中 ,這些設備對內存晶元的性能、容量要求並不高。更何況合肥長鑫負責代工的DDR3內存晶元採用的是19納米製程,因此能夠滿足大多數智能家居設備的內存需求。
大數字智能時代的到來,各行各業都在朝著信息智能時代過渡,台燈、廚房油煙機、掃地機器人等家用設備對晶元的需求量不斷提高。雖說比起PC端、智能手機等高精尖設備,家電家居的利潤並不高,但「螞蟻再小也是肉」。顯然,相較於手機、PC端,燈具、家電設備的市場規模更大。
為了在短期內實現效益的最大化,三星、SK海力士、美光等內存晶元巨頭,將目光放在了DDR5身上。但DDR5對於大多數家居家電來說,有些性能過剩,容易造成製程浪費。兆易創新瞅准市場空檔期,趁此機會加大對DDR3的市場布局,一定程度上能夠提高兆易創新的營收以及市場競爭力。
當然,對於合肥長鑫來說,重拾DDR3製程,只是為了擴寬公司的業務營收,推動產業產品鏈多元化發展。作為國產存儲晶元巨頭,合肥長鑫採用自主研發技術於2019年實現了DDR4晶元的量產。關於製程更精密,設計難度更高的DDR5、LPDDR5等內存晶元,合肥長鑫不斷加大資金投入力度,爭取破冰技術壁壘。
值得一提的是,另一家國產存儲晶元巨頭,長江儲存於2021年7月29日率先攻堅128層快閃記憶體晶元技術壁壘,成功推出128層堆棧的快閃記憶體晶元。這拉動了我國內存晶元產業的發展。
相較於三星、SK海力士等內存晶元巨頭,雖說我們還與之存在一定的距離,但千里之行,始於足下。相信在長江儲存、合肥長鑫等國產內存晶元廠商的努力下,總有一天我們會實現對三星、SK海力士等內存晶元巨頭的持平、趕超。
對於合肥長鑫重拾DDR3內存晶元業務這件事情,大夥有什麼想說的呢?眼下長江儲存、合肥長鑫等國產內存晶元商不斷破冰技術壁壘,在內存晶元領域中取得了許多不錯的成績。你認為我們能否在內存晶元領域中與國外內存晶元技術實現持平呢?
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8. 工藝最先進的國產SSD主控即將問世:12nm
昨天我們報道過在存儲晶元市場上,DRAM、NAND兩大晶元的國產率都是0,也就是國內基本沒有大規模量產存儲晶元。對SSD來說,除了NAND快閃記憶體,SSD主控也不可少,這方面占據主導地位的也是美國、台灣等公司。不過國內不少公司也在研發SSD主控,而且會上最先進的12nm工藝。
根據南通台辦官網消息,江蘇華存電子 科技 有限公司成立於2018年1月,總投資約1億元人民幣。看準大陸繁榮的晶元市場以及成熟的政策配套,這支由30多名台灣高 科技 青年人才組成的團隊決心紮根南通搞研發。其研發的40納米工業級嵌入式存儲「中國芯」,在短短一年之內迅速孵化,各項指標均達到國際一流水平,打破了由三星、海力思等國際主流廠商在該領域的壟斷。
目前華存已圍繞存儲器主控設計申請了184項專利,有10項已經獲得授權,其中美國專利8項。工信部公布2018年工業強基工程名單,存儲主控晶元設計示範項目,華存成為全國唯一實施單位。
當前,華存團隊正集結研發精銳竭力攻關12納米SSD主控,這支設計業界闖出的南通「黑馬」,已然成為南通在新一代信息技術上游晶元設計領域實現超越和騰飛的加速度。
從報道來看,官方這篇文章並沒有介紹華存的12nm工藝的SSD主控的具體規格,但是在SSD主控晶元領域內,40nm工藝一般用於中低端產品,主流產品依然是28nm工藝居多,極少數高端PCIe主控用上了16nm工藝,而華存的12nm工藝不論是台積電的12nm還是中芯國際的12nm工藝,都要比16nm工藝再先進半代,這也意味著華存的12nm主控會是一款高端產品,否則上這么先進工藝的成本是劃不來的。
目前SSD主控中性能最強的也就是群聯在台北電腦展上發布的PS5016-E16主控,它採用28nm工藝製造,支持最新的96層3D TLC/QLC快閃記憶體,八個通道,最大容量8TB,集成第四代RAID ECC、LDPC糾錯引擎,擁有獨家專利的硬體加速器設計,理論讀寫速度最高分別可達5GB/s、4.4GB/s。
值得一提的是慧榮 科技 於台北國際電腦展發布其最新款USB外接式固態硬碟(SSD)主控晶元解決方案SM3282。該方案採用單晶元USB 3.2 Gen1界面,可為新一代可攜式SSD硬碟提供高性能和低功耗的高性價比需求。
目前巿場上可攜式SSD均採用橋接晶元設計,將原SATA或PCIe介面轉接為USB介面。SM3282為單晶元USB 3.2 Gen 1介面設計,提供完整的單晶元硬體及軟體解決方案,並支持UASP協議。
此外,SM3282採用雙通道設計,支持最新一代96層QLC NAND,其容量最高可達2TB;同時,由於採用低功耗設計,毋須外部電源IC即可自行運作,降低物料(BOM)成本。
下半年後,相信SSD市場會越來越精彩!
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