硬盘(HDD)不仅在个人消费电子设备领域基本被NAND闪存/卡挤兑得几乎无容身之地,如今,在它占据主导的PC/服务器数据存储领域,也开始受到后者的巨大威胁。NAND闪存在功耗、速度、数据可靠性、重量以及静音等方面具有非常明显的优势,随着轻薄型笔记本电脑在整个PC市场份额的持续增加,NAND的这些优势变得更加具有吸引力,基于NAND闪存的固态存储盘(SSD)正在逐步走入这些应用。
“由于价格还太昂贵(上千美元),目前我们的SSD主要面向出口,国外一些个人笔记本用户和服务器用户对此有一定需求。虽然短时间内容它还不可能取代已达T级容量的硬盘,但发展势头不错,市场前景很好。”本土SSD制造商忆正存储技术(深圳)有限公司资深工程师黄河指出。
的确,SSD正不断朝更高容量密度/耐用性和更低价格演进,促使它在整个存储器市场的份额逐年增加。如图1所示,Gartner预计2012年将发展成44亿美元的市场规模(有人称这一预测过于保守,实际发展速度将更快),而这一切得益于NAND闪存技术的进步以及巨头公司们的推动。
图1:未来几年SSD与HDD设备的市场预测(来源:Gartner)。
很多读者一定已经了解到,就在6月初,当存储器巨头三星公司刚刚宣布推出42nm闪存芯片不久,英特尔与美光就宣布其闪存合资公司IMFlashTechnologies已开发出34纳米的32Gb的多层单元(MLC)和16Gb单层单元(SLC)芯片,使得每GB的成本价降低到1美元以下,将三星、东芝、HyNIx等其他巨头抛在身后(领先半年左右,见图2)。
图2:NAND闪存巨头之间工艺竞赛曲线。
英特尔在工艺技术方面领先性常常让人“叹为观止”,如今在闪存工艺开发上得到了充分发挥。美光存储器系统开发部副总裁DeanKlein不久前在世界巡回发布会上展示了一个用于新一代34纳米器件生产的300毫米晶圆(图3),指出其上可切割出400个左右的32Gb芯片,相当于每片晶圆包“产出”1.6TB的NAND闪存容量。而IMFlashTechnologies已在研发20nm工艺级别的64GbMCL闪存器件,预计将于2009年问市,不过Klein没透露具体细节。
图3:用于新一代34纳米NAND器件生产的300毫米晶圆,可切割出400个左右的32Gb芯片。
不仅在工艺上有重大突破,此新器件也标志着标准NAND向高速NAND的转变,其读写的速度有5-6倍的提升,极大地提高了存储器带宽,特别适用于SSD、USB3.0、超高速缓存盘、视频点播服务器、混合硬盘驱动器等应用,而对于其他一些关键特性亦有显著改进(如表1),另外,器件接口标准支持实现了从ONFI1.0向ONFI2.0的转变(备注:ONFI是OpenNANDFlashInterface的缩写,它是由英特尔发起的一个标准联盟,旨在统一行业中所有NAND器件、NAND模组、主机控制器以及驱动软件之间的接口,不过东芝和三星并不买帐,没有加入该联盟,而是另起炉灶,共同制造基于东芝开发的另一种接口标准LBA的NAND闪存产品,也得到了不少下游厂商的支持。)
表1:标准NAND与高速NAND的一些关键特性对比。
芯片供应商积极介入SSD成品供应
美光NAND市场开发总监KevinKilbuck透露,他们共有三个300毫米晶圆厂,位于美国Viegina州的工厂已达到100%产能,位于Utah州的另一个工厂在未来几个月也将达到100%产能,而在新加坡新建的工厂将在本月竣工,2009年会增加产能。据悉,英特尔与美光将平分以上所有产能,但各自独立进行产品推广和销售。两大公司的强势进攻无疑将在NAND应用市场有所斩获,对此其他巨头决不可能坐视不管,业内人士都认为,更加激烈的技术和产能竞赛将会在下半年上演。
被视为NAND新机遇的SSD市场自然也会被波及,不过这种影响是积极的,因为将加速SSD价格的下降,推动它的普及。业内普遍预计SSD价格每年下降速度为40-45%。而另一个催化剂就是,除了提供新一代高速闪存芯片给SSD制造商,数得上名的NAND闪存芯片巨头们都在推出自己的SSD产品。以美光为例,目前他们面向笔记本和台式PC市场的1.8和2.5英寸SATA接口SSD产品C200最高容量已达到256GB(基于34纳米闪存器件),基于MLCNAND,连续读取速度为200MB/s,连续写速度为120MB/s。面向对性能要求更高的服务器、工业和网络应用设备市场,美光也推出了基于SLCNAND的2.5英寸SATASSD产品P200,连续读取速度达到250MB/s,连续写速度达到250MB/s。据Kilbuck介绍,SLC型产品的耐用年限为10年,MLC型产品能达到5年左右,当然这与主控制器的配合使用也有很大关系。
美光没有透露他们采用了哪家公司的主控制器,有业内人士猜测,可能是采用了英特尔的嵌入式控制器,专门针对SSD应用进行了优化,可以节省SATA桥芯片。忆正存储技术(深圳)有限公司资深工程师黄河则表示,为满足设计需要,他们也使用了自己设计的主控制器。
笔者认为,存储器芯片厂商介入SSD成品的供应将会对纯粹的SSD制造商产生一定冲击,不过由于该市场方兴未艾,对每个人来说机会将大于挑战。