国内首颗自主研发PCIe 5.0 SSD主控芯片在台积电成功流片

日前，《电子工程专辑》从江苏南通市国资委官网获悉，由江苏华存电子科技有限公司（MMY）成功自主研发出国内首颗PCIe5.0 SSD存储控制芯片，并于4月底在台积电成功流片，预计将于今年下半年投入量产。

报道指出，该产品可满足我国新一代电子信息技术的高速存储需求，解决企业级存储卡脖子问题，填补国内高端存储主控技术空白。

关于华存电子

公开资料显示，华存电子于2017年9月在南通高新区成立，是一家集存储控制芯片、存储方案及存储成品模块研发与量产能力为一体的高新技术企业。公司成立以来持续投入研发，视提升国家存储芯片自主研发和存储产品自制技术能力为己任。

其官网简介中表示，公司科研能力处于国内领先国际先进地位，研发管理团队有深厚技术积累与行业经验。在芯片架构设计、硬件软件偕同开发与验证、闪存支持与调试、芯片与方案效能优化等方面具有丰富实操经验。公司已形成存储芯片设计加存储解决方案设计、生产及销售一条龙的成熟产业链，主控设计与方案设计能力均已达到国际领先技术标准。

2021年11月，江苏华存电子技术总工程师魏智泛在TrendForce集邦咨询主办的“MTS2022存储产业趋势峰会”上发表“PCIe5.0开启企业级存储创新之路”主题演讲

据介绍，江苏华存研发团队在过去十年历经多个存储芯片时代更迭，成功量产流片包括PCIe Gen3，SATA Gen3，eMMC5.1，USB3.0等多代芯片，累计出货超10亿颗，应用解决方案累计产值破五百亿，取得专利许可两百余项。2021年实现销售收入7064万元，2022年销售收入预计达1亿元。

• 2018年，华存电子发布国内首颗40纳米eMMC5.1嵌入式存储主控芯片；
• 2019年，其研发的第三代PCIe高端固态存储模组顺利导入量产，主要应用于台式电脑、笔记本电脑等；
• 2019年第四季，华存完成面向云端数据中心服务器的下一代高效能高集成的创新智能存储架构 (AI)2 Computing Storage SSD，打破国外大厂垄断国内市场现状, 并于同年11月对外展现出芯片SoC整合的动态设计成果；
• 2021年11月，江苏华存电子宣布历时4年研发的PCIe 5.0主控芯片HC9001已经完成研发并进入流片阶段。

主控行业内卷严重

在5G+AI云边协同的时代，服务器需求量将急速爆发，且在未来5年，国内将会是全球增量最高的市场。除了量的爆发，服务器效能也需要飞跃式的成长才能跟上时代创新需求。

去年发布的英特尔（Intel）第12代酷睿系列桌面处理器Alder Lake，向全球证明，支持PCIe 5.0 NVMe新架构PC处理器已发力跟上新时代需求，服务器端处理器也会在2022年陆续接踵而至。在CPU与DDR5（算力）、PCIe5（网络与存储）同步更新效应下，2022年PCIe 4.0渗透率在PC等消费级市场将出现大幅成长，并且仍有望占据主流地位持续数年；企业级SSD则进一步升级支持PCIe 5.0传输，服务器效能将出现飞跃式成长。

2021年5月，Marvell（美满电子科技）于 5 月 28 日正式推出了全球首款 PCIe 5.0 SSD 主控芯片 Bravera SC5 系列，首次支持 16 条 NAND 通道。此外，SC5 系列主控还是世界首款无需硬件更改便支持 SEF、ZNS、Open Channel 等使用环境的产品。

今年3月，美国微芯科技(Microchip) 宣布，推出业内“最强”企业级PCIe 5.0 SSD主控，型号“Flashtec NVMe 4016 PM8667”，已经向客户送样。该主控同样支持16个可编程的NAND闪存信道，性能方面，接口速率最高2400MT/s，标称吞吐量超过14GB/s，随机性能超过300万IOPS。

今年2月，中国台湾SSD主控大厂慧荣科技（Silicon Motion）也表示将，其首个PCIe 5.0 SSD控制器将在企业级应用上推出。2023年为企业级应用推出的SM8366控制器将在今年下半年开始研发，2022年底为SM2508高端SSD，威刚的首款PCIe 5.0 SSD会首搭载这款主控，2024年为消费者推出SM2507主流SSD。

然而就在昨日（5月6日），《电子工程专辑》报道了慧荣科技被美商迈凌科技(MaxLinear)收购的新闻，印证了当前SSD主控芯片市场竞争的激烈，稍晚一点就会错失市场。除了前面提到的Marvell、Microchip、慧荣科技，还有三星（Samsung）、西数（WD）、群联（Phison）、瑞昱(Realtek)以及一众国产厂商，如：

• 国科微（GOKE）：国内SSD主控唯一一家通过国密国测双认证、首个芯片级自主原创测评通过者；
• 联芸科技(MAXIO）：国内首款支持3D NAND闪存颗粒的SSD主控推出者；
• 杭州华澜微电子(Sage）：我国首颗SATA接口SSD主控芯片推出者；
• 得一微（YEESTOR）：国内量产存储主控芯片产品线覆盖最广的企业；
• 忆芯科技（StarBlaze）：北京集成电路基金投资企业；
• 紫光得瑞（DERA）：上下游资源丰富的存储主控企业；
• 华芯半导体：老牌IC设计企业、首批国家规划布局内集成电路设计企业；
• 大唐存储（DATSSD）：国内少数完全掌握信息安全算法芯片技术的公司；
• 英韧科技（InnoGrit）：成立仅四年多，目前已经量产5颗控制器方案的国产黑马；
• 芯邦科技（Chipsbank）：除移动存储控制芯片，还拥有指纹、触控等产品线

PCIe 4.0注定成为过渡标准

可以看出仅国内就有10余家做SSD主控的厂商，但其中大部分公司商用产品的主战场是PCIe 4.0。PCIe是一个偏向PC的标准，英特尔和AMD的产品路线图在这个标准演变中具有非常重要的地位。2018年，英特尔开始推PCIe 4.0 CPU，该时间点比此前预期的整整延迟了两年，但下一代的PCIe 5.0标准如期而至，这就注定了PCIe 4.0是一个过渡性标准。

所以华存电子2018年时就判断，PCIe 5.0产品将会在一年内获得订单。而对于PCIe 4.0标准产品来说，两年的时间不足以让它普及，当它还未大批量商用时，市场就会出现PCIe 5.0产品。选择跨过PCIe 4.0，直接进入PCIe 5.0或许是避开“内卷”的好方法。

图自：IT之家

资料显示，HC9001主控芯片是国内首款自研12纳米工艺PCIe Gen5存储控制芯片，独创硬固件融合XSDirectA(eXcellent-Scheduling & Direct-Arrival)架构、自研第二代4K-LPDC(Low-Density Parity-Check)纠错算法架构、以及创新iPower架构。速度从PCIe4.0的16Gb/s提升到了PCIe5.0的32Gb/s，带宽可达128GB/s，并具有向下兼容性。同时加入国密算法与AI调适功能，层层加固，提升数据安全存储能力，实现了核心关键技术自主可控。

除了Alder Lake， 2022年英特尔还将发布面向服务器领域的Eagle Stream处理器，同样支持PCIe 5.0。据悉，华存电子的PCIe5.0 SSD主控芯片工程样片已经在12代酷睿的主板上跟CPU通过PCIe5.0实现连接，产品实现量产后，将主要应用于云计算、大数据中心和企业级服务器。

《电子工程专辑》姊妹刊《国际电子商情》曾采访魏智汎，探寻《国内首颗12nm PCIe 5.0 SSD主控芯片流片背后的故事》，可点击阅读。