關於存儲控制晶片的重要性, 中國第一顆晶體管的設計參與者, 中國半導體領域開拓性的專家鄧先燦教授的描述比較通俗形象: '硬碟就好比是數據存儲的倉庫, 存儲器是房間, 控制器是大門, 是看門人; 大門和看門人必須是中國人, 資訊才能夠安全. ' 為掌握晶片領域制高點, 不只要在設計工具 (EDA) , 智慧財產權核 (IP) , 生產製程, 材料, 軟體等全面布局, 在處理器 (CPU) , 可編程器件 (FPGA) 等通用關鍵晶片突破, 更要尋求在視頻音頻, 訊號處理, 存儲控制器, 通信協議等方面的專用IC的開拓. 與國家大力打造存儲器產業相呼應的是, 作為產業鏈必不可少的環節, 存儲控制器領域的爭奪亦不容忽視.
現實的突破
為何控制器晶片如此重要? 眾所周知, 在資訊存儲應用領域, 大量涵蓋存儲卡, 隨身碟/移動硬碟, 固態硬碟乃至大數據存儲設備和伺服器高速匯流排的核心控制器晶片, 都需要存儲控制器來完成相關的存儲功能. 以固態硬碟為例, 固態硬碟如今是電腦的標配, 固態硬碟的核心是控制器和存儲器兩部分, 存儲器是資訊存儲的標準單元, 追求高密度存放數據, 而存儲控制器, 則是管理存儲器並通過計算機匯流排和主晶片實現數據讀/寫的複雜功能晶片, 實際上它是一顆包含了計算機介面核心技術和存儲晶片管理技術的片上系統晶片 (SoC) .
在存儲應用市場, 不只是存儲器 '旁落於人' , 存儲控制器領域也大都為國際巨頭所掌握, 除了各快閃記憶體原廠如Samsung, intel, Toshiba, Sandisk等具有自己的存儲控制器外, 第三方存儲控制器廠商SMI, Marvell等也佔據較大市場份額. 而中國要實現資訊安全, 這些晶片必然要國產化. 國內一些廠商也在縱身投入, 率先衝出 '重圍' 的杭州華瀾微電子股份有限公司 (SageMicro) 集十數年之功, 設計併產業化了具有自主智慧財產權的系列晶片, 包括十幾個型號的SD/eMMC/CF存儲卡控制器, 固態硬碟, 計算機介面橋接/硬碟陣列控制器晶片, 在國內外市場不斷獲得佳績.
華瀾微副總裁兼首席營運長周斌告訴《集微網》記者說, 控制器晶片涉及CPU, 介面, IP, 演算法等多重因素, 一方面華瀾微多年來積累起了計算機介面和固態存儲方面豐富的智慧財產權核 (IP) 和演算法, 如快閃記憶體管理的演算法, 糾錯演算法, 加密解密演算法, 從SD/MMC到USB , 從IDE到SATA, PCIe和NVMe的物理層到協議層等的IP積累. 這些IP在國際市場上的單次授權費用都會超過幾十萬美元, 而華瀾微團隊十幾年潛心開發了這些自主IP . 另一方面, 華瀾微還通過核心的加密演算法技術實現了數據資訊安全的晶片級防護. '這些IP不只是華瀾微獨有, 如果國內外有客戶需求, 還可以授權的方式提供給客戶. ' 周斌強調.
在存儲控制器晶片攻城略地之外, 華瀾微在存儲橋接晶片領域也獲得了國際和國內市場認可. 通過收購20多年歷史Initio (晶量電子) 完善市場配置, 由於三大硬碟廠商都是Initio晶片的客戶, 華瀾微在存儲橋接晶片領域出貨不斷攀高, 成為繼台灣祥碩和智微之後的國際主流橋接晶片廠商.
同時, 除提供自主可控存儲控制晶片, 橋接晶片外, 華瀾微還雙管齊下, 整合供應鏈, 開發可控安全的國產全固態硬碟及大容量固態存儲板卡等標準和定製化系統產品, 比如前兩年開發的2.5英寸的10TB全球最高密度硬碟以及具有特色應用的固態硬碟, 滿足了相關行業用戶的深度應用需求. 據悉, 華瀾微按實際需求設計的各種加密存儲和加密自毀方案, 成為全球各國安全存儲方面的主流選擇. 為配合國產化應用需求, 華瀾微還配合客戶在龍芯, 申威, 飛騰等平台和中標麒麟, 銀河麒麟等作業系統下做應用開發, 並配合客戶應用推出了一系列加密硬碟, 分區硬碟, 自毀硬碟. 也因此, 華瀾微完成了轉型為國內頂尖的存儲控制器晶片, 模組及系統提供商的蛻變.
而華瀾微並不因此而自得. 周斌說: '華瀾微是這一細分行業的精緻的耕耘者, 專註於存儲控制器晶片和計算機/伺服器介面晶片市場, 實現國產化肯定是有益於中國資訊安全的使命. 但對於華瀾微來說, 重要的仍是在國際大競爭環境下盈利生存, 以理智, 友好, 平等看待任何競爭, 以堅韌不拔, 踏踏實實的努力來獲得客戶信任為根本, 華瀾微倡導的文化就是 '激情創新, 用心造芯' . '
持續的考驗
畢竟開發晶片一直以來的命題就是要不斷迭代, 而存儲器控制器也概莫能外, 並且面臨與市場需求 '共振' 的挑戰.
周斌介紹說, 一方面, 從磁介質存儲到固態硬碟, 從RAM, ROM到3D NNAND等, 存儲介質變化越來越快. 同時一部分快閃記憶體廠自己做控制器, 為第三方存儲控制器廠商帶來新的壓力. 另一方面, 隨著物聯網, AI和大數據等技術的發展, 客戶定製化需求越來越高, 存儲介面越發多元化, 從傳統SATA, SAS再到PCIe介面晶片. 此外, 更高速率, 更低功耗, 更安全等要求對控制器的CPU, 演算法等要求日益走高. 這就要求控制器廠商要不斷提前規劃和布局, 備好 '彈藥' 來上場.
從市場來看, 產業發展需要不斷 '因利制權' . 周斌分析說, 當下全球固態硬碟控制器2億顆, 傳統磁碟存儲控制器6億顆左右, 總需求量在8億顆左右, 未來固態硬碟控制器的需求不斷走高. 從控制器介面來看, 既有傳統主流的IDE, SATA, SAS控制器介面晶片, 也有迅速成長中的PCIe介面晶片, 目前固態硬碟應用市場中PCIe佔三成, SATA介面佔六成, 而SAS介面大約佔一成. 未來由於大數據和伺服器應用的需求不斷增長, PCIe介面佔比將攀升, 以滿足越來越多的數據加速, 快取記憶體等功能實現.
著眼於未來應用變化和市場走向, 華瀾微除在存儲控制器領域潛心耕耘國內外市場之外, 也將面向伺服器存儲控制器晶片和大數據硬碟陣列控制器開始 '增量' 計劃. 周斌認為, 這不僅是適應國內大數據和伺服器產業的技術變革需求, 同時也是滿足存儲器, 伺服器國產化需求之舉. 在高性能的硬碟控制器, 硬碟陣列控制器領域, 華瀾微將持續開拓.
未來的機會
在中國整合電路晶片進口額達2000多億美元, 超過石油的今天, 華瀾微成為極少數以中國晶片出口全球的IC設計公司, 全球知名硬碟公司希捷, 東芝都是華瀾微的客戶, 這既是一份殊榮, 亦是一種鞭策.
最近的中興事件, 華為被美國調查等事件引發國內IC業的集體反思. 可以說國內IC業一直是在冒著炮火匍匐前進, 如今炮火已越來越兇猛, 國內IC業的生態羸弱, 需要多年的投入以及不隨大流, 創新, 冒險, 容錯的社會文化氛圍和教育體制跟進.
對此, 周斌指出, IC業向中國轉移的大趨勢不會改變, 國內有最大的應用市場, 照搬是不行的, 一定要下沉到應用場景, 不斷積累, 不斷突破, 一版版地潛下心來做. 同時, 要注意的是, 晶片處於產業鏈的上遊, 從晶片到軟硬體整合, 從參考設計再到客戶應用, 鏈條很長, 從開發到量產進入市場的周期也很長, 要提前做好規劃, 瞄準應用深潛. 同時, 也希望國家在政策, 標準, 資金等各方面做好頂層設計, 不斷優化環境.
如今國內的產業環境也在不斷遷移, 智能手機正在加速洗牌, 5G, 物聯網, 人工智慧, 區塊鏈等新業態, 將成就新的勢力和新的業態. 業內人士曾指出, 中興通訊再次被精準打擊之後, 行業企業只有把性能真正做到適應產業應用, 能夠走出實驗室實現量產, 可以大規模替代進口晶片, 才能幫助國內系統廠商解開套在脖子上的枷鎖. 這是需要成千上萬個晶片設計企業才能夠完成的產業鏈, 也只有成千上萬個設計公司才能夠支援起投資巨大的半導體生產線, 反過來, 半導體生產線也才能夠有足夠的 '米下鍋' , 形成良性迴圈.
事實上, 在存儲控制器領域, 華瀾微一開始就立足國內但並非局限於國內, 而是直接進入了國際競爭, 雖然曆經艱難險阻, 但長期來看, 這是我國晶片發展必然要面對的局面, 早適應, 早參與, 才能夠獲得更持久的忍耐力和更強大的競爭力.