百易传媒：2023闪存技术应用全景白皮书_49页_22mb

1. 闪存介质层

• NAND闪存技术演进

  • 3D堆叠技术：从2013年三星商业化3D NAND后开始普及，目前主流厂商已实现200+层数堆叠。
  • 技术路线：ChargeTrap技术成为主流，但浮栅技术在高层数下仍具优势，具备更好的数据保留能力。
  • 层数挑战：层数增加导致工艺复杂度和良率问题，如蚀刻/沉积难度和成本上升。

• 容量与密度的平衡

  • 成本挑战（GB/$）：QMLC的容量密度虽高，但P/E值下降至100~150次，企业级应用需通过超额配置（OP）提升可靠性。
  • 市场瓶颈：三星、铠侠等厂商对市场的把控导致价格未达预期，中国晶圆产能增长有望缓解供需矛盾。

• 中国存储产业崛起

  • 晶圆产能：中国产能占比升至全球16%，富士康建厂成本较低推动国产替代。
  • 长江存储与长鑫：二期产能扩展计划有望在未来两年显著提升中国闪存供给能力。

2. 闪存控制器层

• Open-Channel SSD

  • 生态融合：主机端管理和设备端管理的互相借鉴趋势，形成开放标准（LightNVM）推动分布式存储发展。
  • ZNS技术整合：与分区存储结合后可进一步减少写放大，支持QLC等低耐久性介质应用。

• PCIe接口演进

  • PCIe 6.0：带宽达64GT/s，采用PAM4编码实现传输性能翻倍，需配合FEC算法提升稳定性。
  • CXL协议：解决CPU与加速器内存协同问题，支持内存池化和高速互连，将推动数据中心架构升级。

3. 闪存设备层

• 外形规格演进

  • EDSFF标准：提供U1/U2等多种尺寸，支持40W+功耗提升性能，EDSFF E1/E3规格已开始市场应用测试。

• 性能设计

  • NVMe-oF协议：将NVMe扩展至网络存储，通过RDMA实现延迟极低的存储访问。
  • 可扩展方案：如Infinidat的混合介质架构，结合SSD缓存层降低全闪存成本风险。

4. 闪存存储系统层

• 分布式存储

  • 全闪存储池化：借助分布式架构提升容量密度与性能解耦，但需优化控制器算法适配SSD特性。
  • 容量增量放缓：NAND制程迭代速度趋缓，单位成本改善有限，SSD容量增速呈现放缓趋势。

• 数据经济与存储划分

  • 数据存力概念：中国低端闪存占比不足40%，与数据经济不平衡，成为亟待解决的关键点。
  • 存算一体化应用：针对AI/数据库场景，内存计算与就地处理技术成为当下热点研究方向。