物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展導(dǎo)致無論消費(fèi)性電子、企業(yè)、工業(yè)、汽車市場對(duì)SSD的需求都急速攀升，為NAND Flash內(nèi)存、控制芯片、SSD模塊等供應(yīng)鏈業(yè)者帶來絕佳的成長機(jī)會(huì)，本活動(dòng)邀集SSD領(lǐng)域重要廠商， 前瞻未來技術(shù)規(guī)格的演進(jìn)與市場應(yīng)用趨勢。

以NAND Flash為基礎(chǔ)的固態(tài)儲(chǔ)存（SSD）勢力版圖全面擴(kuò)張。 在4K影音、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與擴(kuò)增實(shí)境（AR），以及日益蓬勃的物聯(lián)網(wǎng)智能感測等應(yīng)用趨勢驅(qū)動(dòng)下，無論消費(fèi)性電子、企業(yè)、工業(yè)、汽車市場對(duì)SSD的需求都急速攀升，為NAND Flash內(nèi)存、控制芯片、 SSD模塊等供應(yīng)鏈業(yè)者帶來絕佳的成長機(jī)會(huì)，相關(guān)廠商無不卯足全力開發(fā)更高規(guī)格的新一代解決方案。

整體而言，2017年SSD最大的變化在于技術(shù)規(guī)格的升級(jí)，如多信道PCIe SSD的快速崛起，以及讀寫效能、擴(kuò)充性和省電方面的突破。 展望2018年，隨著3D NAND內(nèi)存良率與產(chǎn)能提升，與控制器、模塊商技術(shù)精進(jìn)，SSD產(chǎn)品效能勢將再寫新頁，市場滲透率亦將更形擴(kuò)大。 本活動(dòng)邀集SSD領(lǐng)域重要廠商，前瞻未來技術(shù)規(guī)格的演進(jìn)與市場應(yīng)用趨勢。

物聯(lián)網(wǎng)自2014年臺(tái)積電董事長張忠謀的演講中為業(yè)界所矚目，但IoT這個(gè)名詞最早可以追溯到1999年，大心電子副總經(jīng)理陳志青表示，截至2017年廣義的物聯(lián)網(wǎng)裝置達(dá)到100億個(gè)， 不過預(yù)計(jì)2020年還將成長五倍達(dá)500億個(gè)。 其中裝置不斷產(chǎn)生數(shù)據(jù)，而大量數(shù)據(jù)也帶動(dòng)儲(chǔ)存需求，2017年人類產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)約25皆字節(jié)（Zettabytes， ZB），「皆」代表10的21次方，2025年更將產(chǎn)生163ZB的數(shù)據(jù)量。

IoT驅(qū)動(dòng)固態(tài)儲(chǔ)存需求成長

在IoT的應(yīng)用上，SSD與傳統(tǒng)的磁式儲(chǔ)存相較，有效能佳（High Performance）、可靠度高（Reliability）、低耗電（Low Power）、彈性構(gòu)裝設(shè)計(jì)（Flexible Form Factor）等特點(diǎn)。 陳志青說明，在效能部分，SSD的傳輸接口從1990年代采用PATA，傳輸速度約133MB/s，到2006年以后演進(jìn)到SATA/SAS接口，傳輸速率提升為6~12Gbps，2013年以后再進(jìn)化到PCIe接口加NVMe協(xié)議， Gen3版本四信道架構(gòu)可以提供32Gbps的速率，傳輸效能也較SATA/SAS翻倍。

在可靠度部分，F(xiàn)lash為了維持?jǐn)?shù)據(jù)完整性，建立了許多數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，如瞬間斷電回復(fù)（SPOR）、錯(cuò)誤檢查及校正（Error Checking and Correcting， ECC）等，一般而言SSD的年故障率（AFR）在1% 以下，磁式硬盤則約3%。 運(yùn)作可靠性部分，SSD因?yàn)?a href="http://www.nxhydt.com/v/tag/1472/" target="_blank">機(jī)械結(jié)構(gòu)少，在抗震度、噪音甚至操作溫度區(qū)間都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。 另外，SSD也透過監(jiān)控軟件監(jiān)測儲(chǔ)存單元的健康狀況，降低非預(yù)期的當(dāng)機(jī)狀況。

控制器為Flash效能把關(guān)

而閃存Flash近幾年效能不斷提升，包括制程、儲(chǔ)存單元、堆棧層數(shù)、立體結(jié)構(gòu)、傳輸接口等全面性的進(jìn)步。 不過也因?yàn)楦咚俚陌l(fā)展，事實(shí)上，F(xiàn)lash顆粒會(huì)出現(xiàn)越來越多瑕疵，必須靠更多管理機(jī)制的協(xié)助，維持其效能，群聯(lián)電子創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)事業(yè)群資深經(jīng)理許江漢（圖2）說，這也是Flash需要搭載控制器（Controller）的主要原因。

Flash控制芯片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)保護(hù)，許江漢解釋，ECC技術(shù)因應(yīng)Flash容量的提升，并走向3D立體化半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，也從過去的BCH（Bose Chaudhuri Hochquenghem）發(fā)展到低密度奇偶修正碼（Low Density Parity Check， LDPC）。 比起B(yǎng)CH算法，LDPC擁有更高的解錯(cuò)效能，如（圖3）所示。 透過LDPC新一代錯(cuò)誤修正技術(shù)，將能為3D TLC NAND帶來更高的錯(cuò)誤校驗(yàn)?zāi)芰ΓM(jìn)一步提升數(shù)據(jù)穩(wěn)定性及P/E Cycle，并搭配RAID ECC強(qiáng)化除錯(cuò)率。

未來SSD的發(fā)展朝向M型化的兩端發(fā)展，許江漢進(jìn)一步說明，高階的SSD很多是應(yīng)用在游戲上，制程采用非常先進(jìn)的1x奈米（nm），控制器內(nèi)建多核處理器，并采用可靠性較高的MLC內(nèi)存顆粒，導(dǎo)入OPAL 2.0機(jī)密技術(shù)， 并搭載超級(jí)電容降低數(shù)據(jù)損失率。 低階的SSD則以成本為重點(diǎn)，可能不搭載DRAM，并分享系統(tǒng)的內(nèi)存HMB（Host Memory Buffer），同時(shí)也不搭載AES加密，只跑兩信道、采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)節(jié)省空間，支持較低階的內(nèi)存，并使用更多Cell的顆粒。

工業(yè)應(yīng)用高度客制化發(fā)展

工業(yè)應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也是有高度潛力與市場的應(yīng)用領(lǐng)域，與一般消費(fèi)性的應(yīng)用相較，英柏得科技總經(jīng)理林傳生指出，工業(yè)應(yīng)用SSD客戶是企業(yè)，并有高度客制化的需求，產(chǎn)品生命周期要求較長，約是五~二十年，質(zhì)量要求也較高， 要求長期技術(shù)服務(wù)支持，設(shè)計(jì)導(dǎo)入周期相對(duì)較長，應(yīng)用領(lǐng)域則非常特定，作業(yè)環(huán)境也相當(dāng)多元，并可能于嚴(yán)苛環(huán)境高溫、低溫、高震動(dòng)與高塵環(huán)境下操作。

實(shí)際應(yīng)用在如智能量表（Smart Meter）、測量儀器、售票機(jī)、工廠自動(dòng)化、工業(yè)計(jì)算機(jī)/筆電、POS系統(tǒng)、健康照護(hù)裝置、安控產(chǎn)品、自駕車與服務(wù)器等。 汽車導(dǎo)入智能化與發(fā)展自架系統(tǒng)是近年非常熱門的領(lǐng)域，操作環(huán)境也與工業(yè)應(yīng)用類似，包括車用影音、導(dǎo)航系統(tǒng)，資通訊系統(tǒng)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、行車紀(jì)錄器、數(shù)字儀表與自駕車（Autonomous Driving System） 等，都具備高度潛力。

整體而言，工業(yè)與汽車應(yīng)用未來將持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)SSD在這些領(lǐng)域的應(yīng)用與成長。 林傳生認(rèn)為，SSD有各種不同的規(guī)格、接口、容量、制程、操作需求等，工業(yè)與汽車應(yīng)用在每個(gè)層次都要仔細(xì)定義，依照應(yīng)用需求選定規(guī)格，并仔細(xì)調(diào)教，讓整個(gè)系統(tǒng)的效能與穩(wěn)定性都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，須注意的細(xì)節(jié)比消費(fèi)性應(yīng)用來的瑣碎與嚴(yán)謹(jǐn)。

利基型應(yīng)用關(guān)鍵在滿足特殊需求

工業(yè)應(yīng)用除了市場需求大，對(duì)于技術(shù)、穩(wěn)定性的要求也較高，宜鼎國際工控Flash事業(yè)處副理林晨歡（圖4）說，相較于消費(fèi)性應(yīng)用，工業(yè)應(yīng)用的Flash導(dǎo)入新產(chǎn)品的技術(shù)會(huì)慢一點(diǎn)，工控的內(nèi)存顆粒預(yù)計(jì)在2018年才會(huì)采用3D TLC的產(chǎn)品，至于四cell的QLC可能還要晚于消費(fèi)性應(yīng)用導(dǎo)入的2020年，大概一到二年的時(shí)間。

在工業(yè)應(yīng)用的模塊類型上， M.2相較于標(biāo)準(zhǔn)的SATA的SSD構(gòu)裝類型，林晨歡認(rèn)為，M.2模塊可以設(shè)計(jì)成較小的模塊，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用非常便利，同時(shí)其透過PCIe接口，可以提供高帶寬傳輸，另外也支持多重接口與應(yīng)用，設(shè)計(jì)上非常彈性與便利，相信是未來工業(yè)應(yīng)用的趨勢之一。

在各式不同應(yīng)用的需求上，林晨歡舉例，服務(wù)器的應(yīng)用需要長時(shí)間運(yùn)作，因?yàn)橛写罅繑?shù)據(jù)需求，所以通常需要小體積與高容量的解決方案，同時(shí)智能數(shù)據(jù)保留（Excellent Data Retention） 技術(shù)與更長的產(chǎn)品壽命是這類應(yīng)用的需求重點(diǎn)。 在比較特別的航天與軍事應(yīng)用上，首要重點(diǎn)就是安全（Security），包括數(shù)據(jù)的安全抹寫（Secure Erase），也就是將數(shù)據(jù)完全消除，終極的方式就是用高電壓將數(shù)據(jù)徹底燒毀完全無法回復(fù)。 另外如保護(hù)涂層（Conformal Coating）與100%數(shù)據(jù)完整性（Data Integrity）等，都是其特別的需求。