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铠侠技术创新与产能储备并行  以待存储芯片市场回暖

2022年,全球芯片产业急转而下,从短缺状态突然转向去库存,尤其对存储芯片这一类别的芯片影响更大。过去一年的减产、去库存、芯片价格下跌仍将影响2023年,也将为存储芯片企业发展带来诸多不确定性的影响。

作为全球知名头部闪存供应商,铠侠为应对市场低迷发展态势,于2022年10月启动了减产,其日本四日市和北上NAND Flash晶圆厂减产约30%。不过,在减产的同时,铠侠仍在新建工厂,扩大产能规模。

在2023中国闪存市场峰会(CFMS 2023)上,铠侠CTO柳茂知、铠侠电子(中国)有限公司董事长兼总裁岡本成之等企业高管分享了其对未来行业发展的看法,以及铠侠未来产品与技术的创新研发与布局。

2022下半年以来,受半导体行业周期的影响,存储器产品价格出现大幅度下跌,跟其他存储芯片厂商一样,铠侠也做了大规模减产。不过,包括铠侠在内的厂商仍然看好存储芯片中长期的发展前景。岡本成之就表示,“疫情情况改善后,中国经济快速恢复活力。虽然目前存储市场面临很严重的挑战,但是我们对中国市场的长期发展充满信心。”

为此,铠侠在笃定坚持技术创新与研发的同时,仍然在日本四日市、北上市的工厂做了产能储备,以待市场行情转暖,迅速将产品导入市场。

据悉,目前铠侠在日本四日市的Y7工厂名列前茅期建设已完工,且于2022下半年开始投产,主要产品包括112层、162层以及更高阶的BiCS FlashTM产品。而北上市K2工厂也将在2023年完工,旨在扩大产能,抓住未来市场增长的机遇。

2019年,东芝存储更名为铠侠,基于东芝在存储领域的技术积累,推出了新一代闪存、SSD以及相关领域的前沿技术。目前,铠侠SSD产品线主要包括企业级、数据中心级、消费级三大类别,均采用名列前茅的BiCS FlashTM闪存技术和先进的主控设计,可提供高性能、高可靠性的存储解决方案。

其中,在数据中心应用方面,2022年铠侠发布了CD8 SSD系列。该系列产品是数据中心级NVMETM SSD,容量较高达15.36TB,搭配BiCS FlashTM 3D闪存和自研主控,比名列前茅代PCIe 5.O产品CD7 SSD性能提高约14%,可适用于大数据、物联网、虚拟化等云端应用。

全新铠侠XD7P SSD是主要针对下一代超大规模数据中心应用的一款产品,采用BiCS Gen5闪存颗粒以及第二代EDSFF E1.S外形尺寸,不仅支持PCIe 4.0接口规范,还支持OCP NVMETM 2.0规格。

在本次峰会上,柳茂知还透露了铠侠新一代数据中心级NVMETM SSD。该产品是CD8 SSD系列的后续产品,采用2.5英寸15mmH(u2.0)和E3.S 1T外形规范,可以说是“真正的PCIe 5.0级别的性能体验”。

当前,随着智能化、电动化浪潮的推进,汽车芯片的含量成倍提升,预计存储芯片也将受益。而铠侠也非常看重汽车电子领域这一发展趋势,尤其是中国市场的发展,且将作为重点市场来支持和投入。同时,作为算力的重要组成部分,ChatGPT将催生内存芯片新需求。而铠侠也将基于XL-FLASHTM技术,不断满足AI技术发展带来的算力需求。

不过,铠侠仍然认为,消费电子、数据中心、服务器等仍然是存储芯片的主流应用场景。这些应用场景是存储芯片需求回暖的主要驱动力。

如今,随着制程的进步,存储芯片的层数不断增加,已进入200层以上竞争时代。铠侠认为,从技术角度来看,存储芯片增加到400-500层仍然具有技术可行性,而且随着层数的增加,单位容量的成本也会下降,但500层之后则比较难预估。

对此,柳茂知也强调,“存储密度是王道,但3D NAND的层数并不等于密度。如果层度比较厚,那么整体密度也不会很高。如果存储器孔间距较长,则横向密度也不高。” 

“实际上,通过放宽层厚和存储孔间距的选项,可以轻松实现更高的层数。但这不是铠侠的选择。”在谈到铠侠BiCS FlashTM发展愿景时,柳茂知也表示,铠侠将基于BiCS FlashTM技术,通过垂直微缩以及横向微缩的高效布局,为业界带来名列前茅的存储密度,进而实现性能提升,更高的数据传输速率。

从存储器层次结构来看,从上到下分别是SRAM、DRAM、SCM、NAND Flash、HDD。其中,在SCM层上,目前很多厂商都不看好3D XPoint 之类的堆叠类存储方案的前景。比如,美光就退出了3DXpoint市场,转向CXL开发解决方案。而铠侠提出的解决方案是采用XL-FLASHTM作为储存级内存,其具有低延迟和高耐久性的特性。同时,目前HDD和SSD之间的边界正在变化,而铠侠名列前茅的BiCS FlashTM 3D NAND正驱动着这样的发展趋势。

当前,摩尔定律正在放缓,将导致SSD和CPU之间出现性能失衡,即SSD性能的进一步提高,CPU算力不够用,特别是大量数据传输工作会进一步增加CPU的压力。为了解决这一问题,铠侠采用“拷贝卸载”(Copy Offload)的方式,即在SSD-1和SSD-2之间在没有CPU和DRAM参与的情况下传输数据,让CPU和DRAM可以专注应用程序任务,释放出更多的CPU算力。

同时,铠侠还采用RAID Offload的方式,无需主机端执行奇偶校验,即把数据传输到SSD-1,2,3和SSD-P,然后由SSD-P计算RAID奇偶校验并将其存储,而CPU数据处理工作可以显著减少,进而释放出更多的算力。

作为闪存技术的发明者,铠侠一直引领行业接口技术发展,2022年推出了首款PCIe 4.0产品——CM6系列产品,2021年又推出了首款PCIe 5.0产品——CD7系列。如今,铠侠继续向PCIe 6.0产品进发。

柳茂知透露,PCIe 6.0产品是铠侠近期重点发展项目之一,同时表示CXL将是内存级的存储设备新接口技术,“PCIe 6.0产品的上市时间可能是2026年。”

另外,针对海量的数据处理优化,铠侠将通过“CXL+BiCS FlashTM ”技术,满足大数据分析、人工智能/深度学习训练等广泛场景的应用。值得一提的是,CXL-DRAM正被广泛的研究与应用,且运用在一些解决方案中。柳茂知特别提到,在处理大量数据的情况下,DRAM的成本是重要问题。如果闪存充当内存使用,则需要修改应用软件,但应用软件的成本在IT服务中所占的比例非常大,其成本代价更高。但如果内存能够通过CXL接口充当内存的映射区,内存空间将会得到极大的扩展。

文章来自:https://www.eet-china.com/