西部数据闪存工艺朝四个方向演进

对存储企业而言，能否正确预判市场趋势，并在此基础上调整好业务、产品等，是决定它在竞争中可否持续领先的重要因素。而存储原厂究竟是怎么预判趋势的？在价格“拐点”到来前又会做哪些努力？aO3esmc

在最近的“MTS 2024存储产业趋势研讨会”上，西部数据公司产品营销总监张丹女士分享了自己对存储行业周期的预判，以及西部数据在预判基础上对闪存产品的升级思路。aO3esmc

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西部数据公司产品营销总监张丹aO3esmc

存储行业周期靠“双新”驱动

一般来说，存储行业的良性循环周期从新技术开始，然后到成本产能-价格-新市场-投资，再回到新技术上。存储行业周期性是“双新”驱动带来的影响，所谓“双新”即是“新技术”和“新市场”。aO3esmc

“新技术”不仅能带来更多比特的输出，而且还能降低单比特的成本。如果在某一时间段，比特输出大于产业的需求，就会出现供过于求、产品价格下跌的情况，存储行业的低谷主要发生在某一代制程开始大规模量产的时候。aO3esmc

“新市场”会吸收新制程量产带来的新产能。有时在某些应用场景中，新产能无法满足“新市场”的需求，就会出现短期内的供不应求、产品价格上升的情况，而存储行业上升周期一般发生在某个应用场景激增的时候。aO3esmc

在张丹看来，存储行业的良性发展周期，建立在供应端和需求端的动态平衡上。其中，前者以“新技术”为代表，后者以“新市场”为代表。目前，存储行业正处于循环曲线上升周期。在周期循环过程中，存储产业通过更优的性价比，赋能更多的行业和领域。由此，也可体现出存储行业的宏观性。aO3esmc

张丹以NAND Flash(闪存)为例，其比特输出每一年都会增长，该周期性在未来很长一段时间里会重复出现。闪存行业的未来，正是靠上游原厂和下游客户共同成就。aO3esmc

IDC最新数据显示：截至2023年，全球边、端、云生产的数据量已经达到123ZB，其中仅有8ZB的数据被存储下来，而Nand Flash在其中的占比还较小。预计2024年之后，数据的增长速度会明显加快。过去几年里，数据规模和准确度进一步增加，体量和质量的结合加大了数据本身的变现能力。此外，未来2-3年内，生成式AI会进入很多行业，“数据生成数据”本身也会加速数据增长。aO3esmc

而数据增长需要更多存储来让数据落地。在过去二十年间，NAND Flash行业经历了从PB级到EB级的增长，期间产生了大量的消费级和企业级应用场景，由此促进了NAND Flash行业的爬坡和需求。预计未来两到三年内，以边云为核心的应用会迈入ZB时代。Gartner的数据预测，2024-2025年期间，Flash存储行业会达到1ZB，到2026年将增长到1.5ZB左右。aO3esmc

西部数据的闪存工艺演进方向

实际上，NAND Flash产品的升级，也顺应了全球数据增长带来存储需求，闪存企业如何才能做到最佳投入产出比？在张丹看来，不能在单一的维度去进行工艺的演进。“NAND Flash扩展容量、降低成本，可以围绕逻辑扩容、垂直扩容、水平扩容、结构优化这四个象限来努力。只有垂直扩容和水平扩容平衡发展，才能为行业带来最优性价比的产品。”aO3esmc

根据她的介绍，这四大象限包括以下：aO3esmc

• 逻辑扩容：依次从SLC、MLC、TLC、QLC到PLC，每个单元存储的数据越来越多，同时控制成本也日益提升；
• 垂直扩容：可简单理解为“层数的叠加”，会增加单位面积容量、降低单位比特成本，但也会带来额外的成本，比如生产周期更长、产品良率更低；
• 水平扩容：在每一层增加更多存储容量，通过增加每一层的孔隙密度，达到更大单位比特的容量，这是新技术、新制程重点关注的方向；
• 结构优化：优化周边的逻辑电路和存储单元之间的分布关系，比如从原来的CNA和CUA到现在的CBA，未来可能会有多层键合的场景。

张丹透露说，西部数据在闪存产品上的创新，正是围绕以上四个象限来努力。在这种创新模式下，西部数据在今年发布了第八代3D制程产品BiCS8，预计该产品将在明年大规模量产。aO3esmc

BiCS8的堆叠层数达到了218层，且达到相对优化的单位比特容量，是水平扩容与垂直扩容相结合的结果。同时，该公司也对新产品进行了结构优化，BiCS8首次引入了CBA技术(CMOS directly Bonded to Array，外围电路直接键合到存储阵列)，其存储单元与周边电路分开生产，再进行晶圆对晶圆的键合。aO3esmc

在以上众多方向上的优化升级下，BiCS8的218层3D闪存技术，利用具有四个平面的1Tb TLC(三级单元)和QLC(四级单元)，采用创新的横向收缩技术，将位密度提高了约50%。其NAND I/O速度超过 3.2Gb/s，比上一代产品提高了约60%，同时写入性能和读取延迟方面改善了约20%。aO3esmc

张丹强调CBA技术带来的产品优势时表示，CMOS和周边逻辑电路是两片晶圆，由于逻辑电路可以单独生产，可不用承受存储电路的高温工艺制程，其发展方向会更可控、更优化；存储单元和周边电路分开生产，也可带来额外的生产灵活性，简化了产品制程演进中的复杂度，可以有效缩短生产周期，助力产品有更大的容量和接口速度。aO3esmc

除了在产品本身的创新之外，西部数据在生产流程上也有优化。该公司位于上海的先进闪存产品封装测试工厂，在2022年获得了“可持续发展灯塔工厂”的称号，这是中国首家获得世界经济论坛“可持续发展灯塔工厂”称号的企业。aO3esmc

据了解，西部数据在灯塔工厂项目中，将机器学习、大数据分析和自动化等先进技术引入到生产线。目前，该灯塔工厂将每PB产品的水资源消耗减少了约62%，生产用水回收率已提高至超过90%；值得注意的是，灯塔工厂还引入了能耗预测系统，热能回收再利用等方式也大大减少了生产单位能源消耗和碳排放，相较于传统能耗方式，每PB产品的能源消耗减少了约51%。aO3esmc

产品组合赋能多领域数字化发展

前面我们谈到了新技术方面的创新，接下来再看西部数据的闪存产品对多领域数字化发展的赋能。整体而言，在对市场洞察和客户需求预判的基础上，西部数据的闪存产品组合，可覆盖了云数据中心、汽车、IoT等领域的应用。aO3esmc

• 西部数据Ultrastar DC SN655 NVMe SSD

为了满足分解存储、对象存储、存储服务器和其他任务关键型应用程序的工作负载，西部数据推出了Ultrastar DC SN655 NVMe SSD，它专为需要高性能、大容量的企业级存储客户设计，可满足大型数据中心的大工作负载。aO3esmc

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<西部数据Ultrastar DC SN655 NVMe SSD，采用嵌入式U.3 15mm外形尺寸>aO3esmc

Ultrastar DC SN655是一款支持双端口的2.5英寸U.3 SSD，采用嵌入式U.3 15mm外形尺寸，并向下兼容U.2。其容量从3.84TB扩展到15.36TB，可满足存储和混合工作负载计算应用的要求，并将SSD的可靠性提高到250万小时的平均故障间隔时间(预计)。对于单个数据载体而言，意味着它可以完美工作数年。aO3esmc

同时，Ultrastar DC SN655还为大型非结构化工作负载提供了超过100万的最大随机读取IOPs和更高的服务质量(Qos)，且提供了更多企业级功能，比如电源故障保护和端到端数据路径保护，以确保在必要时的数据可用性。aO3esmc

• 西部数据Ultrastar DC SN650 NVMe SSD

Ultrastar DC SN650 NVMe SSD是西部数据2022年针对企业级数据中心推出的SSD，其可以用于大数据分析和AI/ML的数据集，缩短时延并提高数据吞吐量，从而实现更快的洞察和实时分析。aO3esmc

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<西部数据Ultrastar DC SN650 NVMe SSD，采用轻薄E1.L规格尺寸>aO3esmc

具体来看，Ultrastar DC SN650可提供最高达15.36TB的容量，采用BiCS 5 3D TLC NAND和PCle 4.0接口，通过增加单位SSD的虚拟化主机数量，以及整合更大的数据集来提高存储资源利用率。该产品采用更轻薄的E1.L规格尺寸增加了机架存储密度，在降低TCO的同时提高了存储的可管理性、可维护性和效率。aO3esmc

此外，Ultrastar DC SN650 NVMe SSD E1.L符合OCP云规范1.0a。aO3esmc

• 西部数据iNAND AT EU552 UFS 3.1嵌入式闪存盘

为了助力汽车能管理海量数据，汽车存储解决方案既要满足各种环境和温度条件，还要完全兼容符合行业标准的接口，西部数据全新推出了可提供满足以上所有需求的车规级嵌入式闪存盘，iNAND AT EU552 UFS 3.1嵌入式闪存盘是其中的最新产品。该产品配备了3D NAND技术，专为驾驶舱解决方案和自动驾驶严苛的存储需求而设计。aO3esmc

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<西部数据iNAND AT EU552 UFS 3.1嵌入式闪存盘，采用UFS 3.1标准接口>aO3esmc

西部数据车规级iNAND AT EU552 UFS 3.1嵌入式闪存盘特征与优势还包括：aO3esmc

• 采用112层3D NAND闪存技术；
• 顺序读取速度高达1,600MB/s，顺序写入速度高达1,200MB/s，适用于eCockpit, ADAS与自动驾驶解决方案；
• UFS 3.1标准接口嵌入式闪存驱动器，具备适用于汽车应用的附加功能；
• 先进的内存管理固件功能，包含强大的ECC、读取刷新、磨损平衡和坏块管理功能；
• 汽车特定功能集，包括先进的健康状况监测，增强型意外掉电保护、快速启动、增强型SLC LUN。

随着各类新兴技术不断演变，无论是企业级存储，还是车规级存储，它们都会不断提出更加严格的存储需求。存储产品供应商需要不断升级迭代自己的产品，才能满足用户日益增长的存储需求。相信西部数据将持续围绕逻辑扩容、垂直扩容、水平扩容、结构优化四方面不停做迭代升级，为用户提供全线多场景的存储技术和产品、持续创新研发。aO3esmc