快閃記憶碟在USB 3.0的前景與挑戰

威盛轉投資公司威鋒電子業務副總經理陳明達，在論壇中針對USB 3.0快閃記憶碟的發展狀況作詳盡闡述。他並指出，USB 3.0快閃記憶碟的實體層、料件成本、效能都是爭食市場大餅關鍵。
USB 3.0及其應用

USB 3.0關鍵特性包括，傳輸速率比USB2.0快10倍，即5Gb/s對480Mb/s差異，可以向後兼容、具更好的用電效能也更省電，省電達60%。具備更優異的儲存應用，因此特別適合影片儲存，過去影片傳輸常受限於資料壓縮解決方案不理想的問題，使用USB 3.0就不需要檔案壓縮。

幾種應用產品包括USB 3.0外接式硬碟機，只多一點額外料件成本，但具備3倍的速度，還有USB 3.0快閃記憶碟、USB 3.0網路攝影機、USB 3.0讀卡機。

USB 3.0較USB 2.0在哪些方面有10倍速的潛力？一是傳輸速度，如前面提及。二是供應商有10倍速，因為正不斷地快速增加。以成長最快的USB-SATA橋接器控制晶片為例，供應商就超過13家，並且幾個月內又增加到18家，要爭食Seagate等大廠30~40%市占之後剩下來的市場。價格滑落也是以10倍速，預計裝置價格在1季之內就會降到低於3美元。

最令人期待的市場，是否也成長10倍？整合式晶片組推出時，應該就是躍升市場主流的時候，這要看英特爾和AMD兩大業者的腳步，目前看來AMD應該是在今年第4季到明年第1季推出，英特爾稍晚一點。所以USB 3.0衝量應該是在明年。

USB快閃記憶碟市場

NAND Flash記憶體在消費性電子應用廣泛，像是數位相機、手機、USB快閃記憶碟、MP3播放器、MP3、電腦(包括混合式硬碟機、Robson平台、固態硬碟等)、平板電腦等，並且市場需求不斷快速擴增。其中USB快閃記憶碟在NAND Flash記憶體的消耗上，扮演著穩定的角色，消化量大約在10~15%。

USB快閃記憶碟市場分類可以金字塔圖呈現，基本應用為資料傳輸，2000年時為取代軟碟而興起，這塊市場全然是成本導向的市場，會不會應用到USB 3.0？答案還不知道。上一層為檔案載體，對成本的敏感性很高，也特別重視個人檔案的資料安全性，是一塊有機會導入USB 3.0的市場。金字塔頂端為內容載具的使用，其特性可取代一部分硬碟市場，是USB 3.0的應用市場，並且著重高效能和大容量，也會導入USB 3.0。

NAND Flash記憶體趨勢

NAND Flash記憶體有幾個明顯趨勢，一是製程會愈縮愈小，並且在單一細胞中要容納更多位元。製程現在從3xnm進展到2xnm，再往次2xnm、甚至1xnm演進。MLC SSD則是由2-bit增加到3-bit，可能進一步朝向4-bit。此外，NAND Flash記憶體可靠度和資料保留能力不佳，必須要更強的錯誤檢查及校正(ECC)引擎來補強，因此控制器從24bit，增加到44bit，再增加到60bit ECC。

NAND Flash記憶體還有一大趨勢為，使用DDR或Toggle模式以增強匯流排傳輸：133MHz、166MHz、200MHz、甚至400MHz，相較原本僅50MHz，尤其讀取速度增加很多，但是寫入速度增加卻還不到5~10%的現實狀況，更需強化匯流排傳輸。另外，採用1.8V Vccq，因此有更快的輸入輸出介面傳輸。且有同樣的晶片die，可支援同步和非同步模式。

USB 3.0快閃記憶碟的挑戰與機會

USB 3.0快閃記憶碟的挑戰有哪些？效能方面，作為電腦、電視、媒體播放器、車內娛樂裝置的內容載具，順序的讀寫是關鍵，至為重要。另外，可做到2通道、4通道，那麼大廠要的8通道是否可行？可在TLC上做多通道嗎？

USB 3.0快閃記憶碟還有一大關鍵是可靠度的問題，TLC記憶體的耐久性只有幾百個循環，甚至溫度急劇變化，資料就有可能不見。若是DSP加上錯誤檢查及校正(ECC)，是否可改善可靠度問題？

再來就是成本方面，更多通道和更大的ECC引擎，雖然改善效能，但成本也相對增加許多。另外，USB 3.0快閃記憶碟在檔案載具和贈品市場方面，如何與USB 2.0規格競爭？

就像USB 3.0 SATA控制晶片市場一樣，有數十家廠商將會爭相進入USB 3.0快閃記憶碟這個新興市場，包括現有廠家和新兵。然而又不像USB 3.0 SATA控制晶片，USB 3.0快閃記憶碟設計架構隨著供應商不同設計而有差異，最後勝出的業者還是未知。

此外，不像USB 2.0快閃記憶碟實體層通常都是向外購入，USB 3.0實體層是關鍵問題，也將成為進入障礙。USB 3.0快閃記憶碟能否取代USB 2.0，取決於額外的料件成本和效能，贏家就是能提供用作贈品的解決方案提供者。