存储产业黄金时代，国产厂商如何行稳致远？
什么是存储？其实自人类文明诞生之时就有了存储，不论是结绳记事还是甲骨文，可以说没有存储就没有人类文明的传承。存储自身的技术更迭和涵义演变，也见证了人类在科技金字塔的攀登之旅。
进入电子信息时代，存储已经发展成为一个规模巨大的市场。特别是顺应国家存储大战略产业布局以及国产化替代的推动，更是给存储产业的发展按下了快进键。不过，放眼全球存储产业，美国、日韩、台资等国际大厂几乎瓜分了全球市场份额。大陆本土存储厂商的崛起，更像是这个巨大蓝海市场中的“孤勇者”，既要牢牢握住手中关键的信息安全钥匙，又要在技术追赶中争得一席之地。
直面国产固态存储痛点
北京泽石科技是中科院微电子所孵化的公司，拥有从主控、固件到SSD完整的研发能力，致力于打造存储国产化的完整产业链。2019年，泽石科技承接了国家科技重大专项02课题UFS闪存国产化，该项目由长江存储负责NAND颗粒研发，泽石承接控制器研发，共同开发晶圆级别到国产NAND存储应用技术。
该项目指导人、中科微电子所领导表示：“不能只做芯片，也需要希捷这样的企业。对控制器和固件布局已经提出几年，泽石团队前期已经成熟开发SSD产品，由研究所推进，未来和长江存储做好配合，一定要做成中国的‘希捷’。”
日前，泽石科技创始人、CEO刘杨博士接受<与非网>独家专访，谈及发展国产存储的必要性时，他表示，“如果要推进技术创新，其实就离不开存储的创新。”
据他介绍，目前国产SSD（固态硬盘）主要面临两大痛点：第一，打造稳定、可靠的国产供应链是当前形势下需要解决的问题。第二，技术的成熟度、产业的发展规模有待继续提升。存储、CPU、操作系统并称为核心部件“三大件”，通过大规模出货的磨合，三者将形成更有力的配合，进一步强化兼容性。就像Wintel联盟一样，能够从底层创新为业界提供有力支持，而不仅仅只是简单的系统集成。
固态硬盘加速取代机械硬盘
根据海关总署发布的数据，2021年中国集成电路进口金额为27934.8亿元。其中，存储芯片进口金额已连续多年占据集成电路进口总额的三分之一左右，规模巨大。
我国作为全球最主要的存储芯片消费市场之一，大陆存储芯片市场已连续多年占据全球存储芯片市场份额的50%以上。随着电子制造领域水平的不断提升，5G、大数据、物联网、汽车电子等新兴应用领域的不断涌现，催生了存储芯片市场的巨大需求，近年来市场规模总体也保持较快增长。
“随着技术的发展、新的市场机会的开拓，存储本身的市场容量在快速增长”，刘杨指出，“这既包括了存量市场的技术替代，也有增量市场的快速应用，导致SSD的应用越来越广泛。SSD出现约20年，各方面性能表现都超越了机械硬盘（HDD），当时唯一的挑战可能就是价格问题。但现在SSD正在取代HDD，笔记本电脑几乎百分百应用了SSD，数据中心每台服务器几乎都搭配了2-8块SSD……随着近几年3D TLC技术的发展，SSD每GB的价格已经大幅下降。”
除了价格方面的考量，大规模数据对存储容量的需求增长也是驱动SSD快速发展的因素。刘杨认为，“SSD全面取代HDD的步伐在加快，这可以说是存储业界近百年来一个非常大的、深刻的技术变革。站在这个时间节点，泽石科技要做一件事，就是建立国产的SSD产业。”
泽石科技目前已量产的神农控制器芯片，使用TSMC 28nm工艺制造，采用NVME 1.3协议的PCIe Gen3 x 4技术，适配SLC/MLC/TLC/QLC 。基于该芯片开发的SSD性能最高可达顺序读3.5GB/s，顺序写3.0GB/s，最大支持4TB的容量。与传统机械硬盘最多约200MB/s的水平相比，约实现了15倍以上的提升。而据刘杨透露，正在研发的下一代PCIe Gen5盘古，读写速度最高可以达到12GB/s，约是传统机械硬盘的60倍。
打造主控、固件、SSD的完整研发能力
目前，在主控研发、固件开发、SSD集成方面，泽石已形成了完整的布局，积累了约十年的研发经验。
主控方面，除了控制器芯片，泽石在TensorECC纠错引擎方面有独到优势，能够自适应不同NAND特性，降低产品成本30%，纠错能力提升3-5倍；应用感知TensorComp引擎针对AI图像识别等大数据应用，无损压缩数据20%以上；高带宽TensorProc引擎，可加速大数据计算存储处理，降低系统功耗。
看得出泽石非常注重各类引擎的开发。为什么要坚持做自研算法？刘杨解释说，SSD 三大核心技术包括主控芯片、Flash颗粒和固件算法。主控芯片作为SSD的“大脑”，可类比于计算机CPU，对SSD的性能、寿命及可靠性有重要影响。而固件算法方面的强化，例如强大的纠错能力，则对SSD的性能、寿命及可靠性有重要影响。
他以Tensor智能算法为例解释说，SSD的应用非常广泛，但是工作环境的温度差别可能会非常大，因此对存储介质有严苛的可靠性要求。例如国际厂商美光、铠侠等提供的Flash产品，能够满足-40℃~85℃的工作要求。国产颗粒目前还达不到这个级别，建议的使用温度约为0℃~70℃。如何提升产品的可靠性？这就需要算法纠错能力的提升，通过算法判别准确的电压值，将可能出错的数据拉回正常值，从而提升方案整体的稳定性。
固件开发方面，泽石针对TensorECC构建了私有的算法库，可根据用户需求参数化的形式，快速生产定制化的专属固件，缩短市场化时间。
SSD集成方面，泽石目前在消费级、工业级、数据中心实现了全行业覆盖。IS310XPlus产品搭载国产主控和YMTC 3D TLC NAND，与国产CPU平台和OS方案兼容，满足了长城信息银行自助终端对系统盘SSD的需求；ZS1000 M.2 2280 SATA SSD实现了对小米Redmi Book 14 笔记本批量供货; CS200X采用国产3D NAND颗粒，满足紫光笔记本和台式机应用需求，成功通过兼容性测试并进入紫光供应商名录；同时，泽石已于2022年第一季度成功入围同方计算机存储器供应商名录。此外，泽石SATA固态硬盘CS2系列、IS3系列各型号均已列入信创产品目录。
存储市场上扬
国产厂商如何抓住机遇？
一场巨大的数字化转型正在发生，带动了存储市场需求的增长。
根据WSTS、赛迪顾问的数据，2021年，存储芯片的市场规模达到1580亿美元，达到与2018年高点相近的规模，占整个集成电路行业市场规模的比重达到35.05%。这已是自2016年起，存储芯片连续数年超越占比最大的逻辑电路，成为全球集成电路市场销售额占比最高的分支。
另据IC Insights预测，2021-2023年全球存储芯片的市场规模将分别达到1,552亿美元、1804亿美元及2196亿美元，增幅分别达到22.5%、16.2%和21.7%。
如何看待国产存储发展前景？如何抓住产业发展机遇？刘杨表示，首先从产业发展层面来看，国家对信创产业的大力推动、以及“东数西算”等政策引导，都利好存储产业的增长。其次，从供应链安全的角度，国产存储越来越成为市场必需。
在这些背景下，国产存储作为底层的数据存储设备，将有更多机会与应用端进行结合，进行垂直的、自上而下的优化。从系统端到存储端，他希望产业伙伴能够一起打通，进行架构层的方案优化，在市场应用中擦出更大的火花。
“缺芯”近两年成为行业内外关注的焦点，打造稳健的供应链体系越来越重要。对此，刘杨表示，泽石在持续强化供应链体系，建立了从wafer到颗粒封装以及SSD的完整供应能力。未来，一方面，泽石将根据客户需求，提供定制化的SSD产品；另一方面，将根据整个行业的趋势，提供更高性能、更具有竞争力的产品。在聚焦国内市场的同时，希望将竞争力提升到国际水平。
写在最后
存储产业近两年受到的关注度较高，本身的产业格局也正处于震荡中。在当前的国际背景下，存储作为核心的部件之一，对于未来数字化转型、智能化升级的支撑作用是不可估量的。这既是国产存储的发展良机，同时也是巨大的时代挑战。
国产存储的卡脖子问题究竟解决了没？刘杨认为，“我觉得还处在初级阶段，只有国产品牌形成更大规模的出货量，进入全球前列的供应商席位，才是真正的解决了这个问题。”
但不管怎么说，“造不如买”的阶段一去不复返。国产存储发展的当务之急，一方面是要扩充产能，加强产能建设、实现整体产业规模的快速扩大；另一方面，还需通过逐步的磨合，充分建立国产信任，走向更为广阔的蓝海市场。
正如采访中刘杨所说，“未来二三十年，数据将渗透到人类社会生活的方方面面，随着数据量的不断攀升，SSD将担纲产业主角。泽石希望在中国存储大战略全产业链布局中，实现SSD核心技术的全国产自主研发，助力存储产业的国产化。”
