固态硬盘SSD储存应用备受瞩目

去年在华硕EeePC和宏碁Aspire One等低价笔电应用的推波助澜下，以NAND Flash结合控制芯片作为储存基础的固态硬盘SSD（Solid State Drive），被市场高度期待为下一波储存装置应用的新兴商机，MID、Mini-Note、UMPC等Netbook装置，成为SSD大展身手的处女地。尽管目前全球经济景气前景未明，作为全球最大内存模块与控制IC设计聚落的台湾厂商，今年仍是积极地枕戈待旦摩拳擦掌投入SSD领域。

由于SSD硬盘单价利润高，根据市调机构SEC Marketing预估，NAND Flash市场总值将在2010年达到80亿美元，其中SSD将成为驱动NAND Flash产业成长的主要关键，SSD在 2006～2011年间的复合平均年成长率将达360％。另外根据Gartner、IDC、iSuppli等市调研究机构预估，2010年SSD出货量可达658万颗，主要以128GB容量为主，产值可达43.4亿美元。iSuppli并预测，3年内SSD将取代储存容量60GB以下的传统硬盘（HDD），且在今年Q4之前，大约有240万台的低价笔电将采用SSD装置。

SSD应用领域

广义SSD涵盖三大领域应用

不同于HDD读写头移动的机械动作，以电子储存为基础的SSD结合利用传统区块写入抹除的方式，具备低耗电、重量轻、尺寸小、无噪音、耐震、开机速度快等特性优势，在便携设备领域应用越来越广。广义而言，SSD不仅局限于2.5吋或1.8吋标准规格、以PATA、SATA或SATAⅡ作为讯号传输接口、结合多颗NAND Flash的硬盘装置，从市场应用以及台湾厂商发展动态来看，只要是整合控制IC以及NAND Flash的内存模块设计，因应市场需求采用多样化的接口，均可被归类为SSD范畴。这也是为何无论是从市场或是厂商角度来看，多数把SSD应用认定为涵盖工业计算机或自动化系统、网通和服务器；Netbook或低价笔电；以及嵌入式NAND Flash内存模块（亦即嵌入式小型SSD模块）等三大领域的缘故。

《图一 整合控制IC以及NAND Flash的内存模块设计非常多样丰富，广义来看均可归类于SSD范畴 》 数据源：群联电子（PHISON）

SSD三大领域应用各具特色

SSD应用先从工业领域的工规产品开始崛起，主要以高速大容量储存的伺服装置、工业计算机和工厂自动化系统、以及航天与军事网通设备为主，工规SSD讲究稳定、耐震、快速响应，所以此类SSD绝大部分采用SLC（Single-Level-Cell）储存颗粒架构。而在嵌入式内存模块或是硬盘装置等消费电子应用端时，大部分采用MLC（Multiple Level per Cell）架构。一般而言SLC制程的SSD会比MLC SSD价格高，具备读取速度快、寿命长且耐震的特性，单价较低的MLC制程的SSD多应用于储存数据少搬动且不追求高速的产品中。

台湾内存模块及控制IC厂商在SSD领域的发展轨迹，也多从工业应用开始站稳根基，进一步扩及到其他应用领域。例如去年慧荣科技在SSD控制IC的总出货量为2500万组，便涵盖工业应用、嵌入式消费电子、Netbook等领域。今年宇瞻科技也以既有工规SSD产品技术为基础，朝向retail和embedded应用市场迈进，并在retail领域进一步提供相关软件附加价值，目前宇瞻SSD产品占工业应用领域整体出货量的10％。

《图二 工规SSD产品主要应用在工业计算机、自动化系统，以及网通设备和服务器领域。图为宇瞻科技（Apacer）所推出一系列工规SSD产品》

工规SLC SSD质量要求严格

以SLC架构为核心的工规SSD产品，质量要求较为严格，例如工规SSD产品的耐温范围需在－40℃～85℃，而retail消费电子市场耐温范围则在0℃～70℃，耐温质量要求高。另外由于工控系统主板仍以PATA接口为主流，因此工规SSD产品多以支持PATA接口为核心，Firmware设计或由第三方厂商合作提供，或以自身know-how为主。一般而言PATA工控板及SSD产品寿命可维持5～7年。

工规SSD产品尤其对于数据可靠度（data retention）的质量要求甚为严谨。慧荣科技（SiliconMotion）总经理苟嘉章便表示，工规SSD对于避免数据遗失要求严格，因此控制IC需具备基本的平均抹除写入（Wear Leveling）功能之外，还要具备预防警示功能，亦即在NAND Flash本身的page和区块（block）到达写入次数的临界点（edge）时，控制IC要自动产生警示机制避免数据遗失。因此速度并非是工规SSD追寻的目标，数据可靠度效能更为重要。

《图三 慧荣科技（SiliconMotion）总经理苟嘉章表示，工规SSD对于避免数据遗失要求严格，对于数据可靠度（data retention）的质量要求甚为严谨。而在嵌入式应用上，SSD可不拘泥于固定的Form Factor，只要整合控制IC和NAND Flash及各种接口，便能产出各类多元丰富的模块化设计》

台湾内存模块厂商例如宇瞻科技（Apacer）及创见信息（Transcend）等均在工规领域发展有成。宇瞻科技研发处硬件研发部经理李俊昌表示，在控制IC部分宇瞻长期与SST密切合作，对于工规内存模块内的控制IC要求强调Firmware设计与硬件可靠度效能。创见信息（Transcend）产品管理部经理陈清荣表示，创见一开始投入SSD领域便以工规应用为核心，工规部分内存模块出货量10年来已经超过1000万组，在SSD产品比例上工规与retail应用比例约为7：3或8：2。慧荣科技（SiliconMotion）则藉由小型记忆CF卡基础进入工规CF卡应用领域，出货量约有1000万组，PATA和SATA之间的出货比例为7：3。创见信息、群联电子（PHISON）、慧荣科技等均与工业计算机大厂研华科技在工规SSD领域维持密切合作关系。

嵌入式内存模块应用客制化多元化

另一方面，诸如数字摄录像机（Camcorder）、数字相机、游戏机台（Gaming）等便携设备，已广泛应用嵌入式NAND Flash内存模块（亦即嵌入式的小型SSD模块），不过由于各品牌大厂在支持兼容性设计上较为封闭，各家拥有特殊的指令设计，多元化韧体规格较为复杂，同时嵌入式小型SSD模块在接口规格上较为多元化，因此厂商多按照品牌大厂客制化设计需求量身打造。

群联电子（PHISON）研发处产品项目管理部资深项目经理许江汉就指出，群联在针对嵌入式小型SSD应用便按照客制化需求，推出eMMC 4.3、LBA NAND、BGA Disk三种接口控制IC规格的NAND Flash内存模块产品，其中eMMC主要应用于数字相机记忆卡，而BGA Disk是以PATA接口为主。LBA模块则较为特别，是直接将控制IC放入NAND Flash当中，仍以NAND接口作为传输基础，其本身还是一颗NAND Flash。这样无须再藉由控制IC进行损坏区块管理BBM（Bad Block Management）和Wear Leveling演算设计，适合用于手机任意插拔更换储存内存的应用。

《图四 群联电子（PHISON）研发处产品项目管理部资深项目经理许江汉指出，嵌入式SSD内存模块由于各品牌大厂在支持兼容性设计上较为封闭，各家拥有特殊的指令设计，多元化韧体规格较为复杂，同时模块接口规格上较为多元化，因此厂商多按照品牌大厂客制化设计需求量身打造》

慧荣科技总经理苟嘉章表示，像PND、Camcorder、Gaming等嵌入式消费电子产品，会是未来扩展嵌入式小型SSD应用广度的主要驱动力，特别是在Camcorder领域。目前慧荣的嵌入式小型SSD已成功打入Samsung的Camcorder、Garmin的PND、以及Sony的GPS装置。在这里SSD可不拘泥于固定的Form Factor，只要整合控制IC和NAND Flash及各种接口，便能产出各类多元丰富的模块化设计。

《图五 图为群联电子针对嵌入式应用所推出的eMMC 4.3、LBA NAND、BGA Disk三种接口控制IC规格的NAND Flash内存模块设计》

SATA接口SSD硬盘正在崛起

另一方面，由于以往PATA接口传输速度有限，已无法满足当前高容量高速串行传输的应用需求，因此SATA接口SSD硬盘便应运而生，加上Intel积极支持SATA接口，因此SATA接口SSD在MID、Mini-Note、UMPC等Netbook装置应用备受市场关注。目前整体来看，SATA接口的NAND Flash控制IC主要以欧美英日等高阶应用市场为主，至于中国、印度及其他新兴市场，则是以PATA接口SSD作为入门级或阳春型MID的储存装置。

2007年支持SATA接口SSD的控制IC一开始先是群联电子首先推出，不过技术上较不成熟，后来为智微科技（JMicron）所超越，目前智微在支持SATA接口SSD的控制IC产品较有竞争优势。不过群联即将在今年5月推出下一代可支持SATAⅡ接口SSD的控制IC，专门针对提升Netbook应用而设。宇瞻科技2～3年前也因应SATA发展趋势投注于SATA SSD研发作业，今年也将以SATAⅡ接口的SSD产品作为主要发展方向。

PATA接口仍有一席之地

慧荣科技总经理苟嘉章表示，由于VIA或ARM-based芯片组则仍是以PATA接口为主，加上PATA接口SSD在工规领域仍具主要影响力，SATA和PATA SSD应用测试机制也较为健全，因此PATA接口SSD应用在市场上仍有一席之地。群联电子资深项目经理许江汉也认为，PATA接口SSD产品在新兴市场仍有许多发挥空间，目前群联的SSD硬盘便涵盖PATA、SATA、PCIe接口，例如群联推出的PCIe接头、PATA讯号接口的控制IC产品，便成为去年1月华硕Eee PC的主要供货来源。

苟嘉章进一步认为，SSD硬盘装置未来将不仅限于SATA、PATA、PCIe接口，也可采用USB接口，未来USB 3.0甚可进一步取代PCIe，相关嵌入式SSD产品应用广度也将因此延伸。

《图六 图为群联电子所推出PATA接口的SSD硬盘和PCIe接口的ExpressCard》

2.5吋SSD具指针性意义

从技术面来看，2.5吋规格SATA接口SSD硬盘，可说是业界评比NAND Flash控制IC和内存模块设计技术优劣与否的指针性产品。从储存容量、读取速度、提升NAND Flash效能等角度来说，都是厂商宣示技术整合能力的重要指针。不过一般而言，台湾控制IC厂商较熟悉于嵌入式内存模块设计，对于SATA接口的SSD硬盘较为陌生，不过今年智微和群联在2.5吋SSD领域都会有相当重要的研发计划，除了已推出高阶计算机应用的2.5吋SSD成品外，群联亦把2.5吋SATA接口SSD视为下半年重点开发项目。

朝向建立共通性的SSD测试标准

SSD应用遍及工业系统、嵌入式内存模块和外接式硬盘等消费电子领域。由于模块接口设计多样化，特别是在嵌入式小型SSD应用领域，各家控制IC和模块厂商在韧体和硬件整合设计上各自拥有不同的专属know-how，彼此间因为市场竞争藩篱重重。在host端部分，各家品牌大厂在测试规格与流程内容上并不一致，兼容设计专属know-how相对封闭，所以整体SSD产业链并未具备高度共通性的测试标准，这也使得催生SSD一致性标准测试面临先天上的阻碍。于是朝向建立共通性的SSD兼容性测试标准，以此扩大SSD市场应用的影响力，便成为当前SSD产业界所关注的焦点。

《图七 SSD联盟营销委员会主席邹雅婷表示，台湾在SSD领域位居产业上游，控制IC和内存模块厂商在全球SSD产业拥有深厚的影响力，有机会藉由确立共通性的测试标准，提升台湾在SSD产业中的关键角色》

中华民国固态磁盘技术推广协会SSD联盟（SSDA）营销委员会主席邹雅婷表示，台湾在SSD领域位居产业上游，控制IC和内存模块厂商在全球SSD产业拥有深厚的影响力，有机会藉由确立共通性的测试标准，提升台湾在SSD产业中的关键角色。在不影响各家商业机密的前提下，SSDA可整合协同各家既有资源，推动SSD产业的成熟化，扮演台湾控制IC和内存模块厂商与国外品牌大厂之间的沟通桥梁。SSDA亦会主动参与相关国际标准化组织，以期台湾兼容性测试标准能符合国际趋势。邹雅婷认为，提供第三方较为公正客观的测试标准，能满足系统整合厂商对于SSD市场应用的实际需求。

SSDA并授权百佳泰为测试实验室，协助SSDA依据1.4版兼容认证测试方案执行测试，目前SSDA所推出的1.4版，是先针对具技术指针性意义的2.5吋SATA接口SSD产品所设计，融合SATA测试与兼容性测试以作为测试方案的基准。预计在今年第2季开始，便陆续会有通过测试的SSD产品上市。百佳泰（ALLION）新兴事业开发部业务部协理赖俊亨表示，SSDA当前最主要的功能，便是藉由建立测试标准，协助台湾厂商SSD产品进入国外市场时符合国际规范。

《图八 百佳泰（ALLION）新兴事业开发部业务部协理赖俊亨表示，SSD联盟当前最主要的功能，便是藉由建立测试标准，协助台湾厂商SSD产品进入国外市场时符合国际规范》

测试标准取得共识不易

SSDA营销委员会主席邹雅婷并不讳言相关测试标准若要取得厂商公信度，绝非易事，因此如何取得台湾厂商积极协助配合非常关键。邹雅婷指出，由于工规与消费电子之间产品应用特性原本就不一致，因此在建立SSD规格标准与测试方案上，一开始就会面临整合的困难度。这不仅是在市场应用上和厂商技术上就会如此，反映在国际标准化组织机的互动关系亦是如此。

例如原本以推动工规应用测试标准为主的SNIA（Storage Networking Industry Association），与JEDEC（Joint Electronic Device Engineering Council）之间目前也正试图归纳定义整体SSD的市场应用区块范围。JEDEC基本上还是以上光标准制订为主要考虑，并不在意市场应用范畴为何，况且JEDEC巨头会员之间对于标准认定仍有歧见，短期之内亦尚未形成共识。群联电子资深项目经理许江汉亦深入指出，JEDEC也成立相关SSD测试组织SSSI，这与SSDA之间的关系是互别苗头还是相辅相成，仍有待观察。他并进一步表示，SSDA能否走出台湾获得国际标准化组织诸如JEDEC的认可、以及其他重要系统整合软硬件大厂的积极配合，是SSDA能否发挥功能的重要关键。

许江汉认为，SSDA内部角色较为中立的成员包括百佳泰或是工研院等，可一定程度地在各家控制IC和内存模块厂商之间扮演协调沟通的角色，取得竞争厂商的基本共识。不过控制IC和内存模块厂商所拥有的know how，是其在残酷的市场竞争中能否永续生存最为关键的部分，因此不太可能在SSDA的平台架构下相互分享。目前SSDA与群联之间的互动方式，是由群联先提出先期验证测试计划，再与SSDA相互配合。

慧荣科技总经理苟嘉章亦乐观其成产业界积极推广一套共同的SSD标准测试平台，不过他认为各家厂商仍会保留自身的专属know-how，系统品牌大厂也不会因此而去除自身流程测试设定的藩篱，因此厂商对于相关测试平台公信度的保留，仍有待SSDA进一步克服，现阶段这类标准测试方案可能还是以参考工具为主要呈现方式。宇瞻科技研发部经理李俊昌对于建立共通性标准亦保持审慎态度，各式各样标准不一SSD产品的测试验证方案，仍须经过国际标准化组织的认可及市场考验，公信力方可建立。

《图九 宇瞻科技（Apacer）研发处硬件研发部经理李俊昌表示，现在谈SSD是否将成为硬盘主流应用尚嫌太早，且SSD并不会因为Netbook应用而水涨船高，因为SSD尽管有其特性优势，但价格和耐用性寿命不足是其主因。不过长期来看，未来SSD有机会可取代HDD》

系统整合厂商支持更加关键

苟嘉章进一步表示，若要提升SSD产品的兼容性与运作效能，除了控制IC和内存模块厂商需进一步破除藩篱外，从系统整合角度而并非仅由IC角度来看SSD的发展策略更非常关键，光从提升控制IC本身的效能，常易忽略系统整合的重要性，系统大厂的支持非常重要。

许江汉也表示，除了与SSDA配合之外，与品牌大厂或是系统厂商合作相关封闭性的验证测试，系统整合厂商的支持仍是相当重要。他建议或可由第三方具系统整合能力之软硬件厂商，例如Intel芯片组、Microsoft Windows 7操作系统或是HP、Dell、Acer、Asus等系统品牌大厂甚至是USB-IF等等用户，来制订测试标准，进一步掌握SSD产品在系统整合流程的应用需求，「他们要什么、而不是我们作什么，才是最重要的！」，这对于扩大SSD的应用面应有帮助。

《图十 从系统整合、OEM/ODM、以及Turnkey解决方案角度来提升SSD兼容性与运作效能，对于扩大SSD的应用面非常关键 》 数据源：群联电子（PHISON）

从系统整合、OEM/ODM、以及Turnkey解决方案角度来提升SSD兼容性与运作效能，对于扩大SSD的应用面非常关键

SSD应用春天来了？往何处去？

价格与容量使SSD固态硬盘应用受限

从市场角度来看，尽管在工规应用和嵌入式消费电子领域，SSD产品已有厚实基础，不过整体SSD占NAND Flash应用的比例并不高，还有许多成长空间。另一方面，目前以低价笔电为主要应用的SSD硬盘装置，占整体SSD产品规模的比重也较低，欲成为主流应用还有一段路要走。价格过高与容量有限，是深刻影响SSD市场渗透率的最主要因素，也是SSD现阶段无法与HDD相抗衡的主因。现在32GB出厂价也要75元美金左右，连带影响一般消费市场接受度，目前MLC架构的SSD价格仍高于一般的传统硬盘，每GB单位SSD价格最少5美元，和传统硬盘（0.5～0.7美元）价差仍约9～26倍左右。已进入商业化阶段的SSD容量最多也只有128GB，更无法与HDD匹敌。

《图十一 2.5吋SSD硬盘特性优势示意图 》 数据源：创见信息（Transcend）

数据源：创见信息（Transcend）

硬盘优势仍牢不可破

也因此，传统硬盘HDD优势依旧存在。此外SSD的读写效率目前尚未超越HDD，当SSD特定读写区损坏时，储存数据会有无法救回的风险，同时由于NAND Flash需先抹除数据再纪录写入（program）的特性，产生抹写次数的限制，因此SSD亦有使用寿命的瓶颈。

苟嘉章也认为，HDD在价格上仍有其优势，SSD短期仍受限于价格，连带影响市场应用，当前全球经济步入衰退也影响SSD产品市场应用的接受度，特别是在2.5吋 MLC SSD产品领域。因此苟嘉章指出，除了嵌入式小型SSD之外，1.8吋规格的SSD硬盘可以是继续扩展开发的应用领域，因为1.8吋的HDD价格较贵，相较之下相同尺寸的SSD，在价格和薄型设计上都较具竞争优势，也因此慧荣将此上述两项应用视为2009年的发展重点。

《图十二 1.8吋SSD硬盘特性优势示意图 》 数据源：创见信息（Transcend）

1.8吋SSD硬盘特性优势示意图

Netbook带动SSD应用成长？

所以，台湾厂商也在问：Netbook是否真能带动SSD应用成长的速度和广度？许江汉认为，尽管SSD在桌面计算机领域毫无竞争优势，但Netbook则可驱动SSD应用成长，内存模块也将因此持续增加。先前群联供应Intel Classmate PC和宏碁Aspire One以ZIF接头为主的SSD控制IC，下半年的目标之一便是开发Netbook应用的内存模块为主，以Eee PATA、Mini PCIe、MiniZIF SSD和ZIF SSD系列为核心，与Asus、Dell、HP、Acer等厂商进一步密切合作。

《图十三 群联电子针对各类Netbook客制化设计所推出的SSD控制IC和模块产品》

创见信息（Transcend）产品管理部经理陈清荣则表示，尽管创见曾首先推出1.8吋外接式SSD，但目前并不看好SSD在Netbook领域的发展。陈清荣认为去年下半年SSD的retail市场才逐渐成形，加上价格过高仍是主因，正局限Netbook品牌厂商进一步接受采用SSD的意愿。陈清荣表示目前SSD会不会是NAND Flash的杀手级应用，未来是不是可以成为驱动NAND Flash扩展影响力的主要力量，仍有待观察。

《图十四 创见信息（Transcend）产品管理部经理陈清荣表示，去年下半年SSD的retail市场才逐渐成形，加上价格过高仍是主因，正局限Netbook品牌厂商进一步接受采用SSD的意愿。目前SSD会不会是NAND Flash的杀手级应用，未来是不是可以成为驱动NAND Flash扩展影响力的主要力量，仍有待观察》

苟嘉章则进一步指出，去年第三季开始，几乎所有Netbook品牌厂开始把以往的SSD储存装置改换成HDD，且中国厂商因为去年12月一波NAND Flash价格上涨，对于开发SSD产品目前仍维持观望，连带对SSD硬盘应用产生不小影响。今年下半年市场依旧冀望中国山寨上网本能进一步带动SSD市场，山寨上网本应用能否会随着「家电下乡」水涨船高，对于SSD硬盘应用非常重要。苟嘉章认为，目前唯一能够主宰带动NAND Flash应用发展的便是SSD硬盘，iPod或是3G手机对于刺激NAND Flash应用而言只具暂时性疗效。至于现在128GB容量的SSD硬盘，能否提出retail市场可以接受的价格、亦即在100美元以内，正是SSD硬盘可否扩张主流市场市占率的重要关键。

必须往广义消费家电领域扩展

目前仍属于利基市场的SSD产品，不仅未来仍必须前进主流的笔记本电脑市场，同时也需扩展更广泛的消费家电应用。光靠Netbook领域带动SSD应用仍嫌不足，广义的消费家电未来在设计上都会朝向内建储存装置为发展目标，而简单、好用、轻巧的储存装置设计，目前就是以NAND Flash为最佳解决方案，SSD应用应更普及于消费家电产品领域。