2017年7月12日,湖南國科微電子股份有限公司(GOKE,以下簡稱“國科微”)成功登陸深交所創業板,上市募集資金2.37億元。國科微在招股書中透露,募集資金將投資於新一代廣播電視系列晶片研發及產業化專案、智慧視訊監控晶片研發及產業化專案、高性能儲存晶片研發及產業化項目以及補充流動資金。

國科微首席運營官(營運長)周士兵日前在接受《電子工程專輯》專訪時表示,作為中國「國家積體電路產業投資基金」(以下簡稱“大基金”)首家實際注資的晶片設計企業,國科微肩負著實現儲存「國產化」的國家使命與艱巨任務。

大基金首單Fabless注資為何選擇國科微?

國科微成立於2008年,是湖南省規模最大、從事IC設計與整機方案開發的高新技術企業,總部位於長沙,在北京、上海、成都、深圳、美國矽谷等地均設有分支機搆和研發中心,員工近500人,70%以上研發人員具有研究生及以上學歷,公司每年的研發投入達到營收的20%以上。

目前,國科微實現了多元化的研發格局和產品線,覆蓋廣播電視、安防監控、固態儲存、物聯網四大領域,2016年公司營收4.89億元。其中廣電產品線的數字音視頻解碼晶片佔據我國直播星市場半壁江山。此外,國科微還發佈了中國大陸第一款支援NDS高級安全加密的解調解碼晶片、第一款支援H.265的監控晶片,也是第一款高階音響晶片;該公司也號稱是領先製程高整合度、超低功耗高畫質監控晶片及解決方案供應商。

周士兵表示,國科微在考慮產業佈局時有三點理念:一、必須要是不斷增長的市場,儲存、監控、物聯網就非常符合這一特點;二、市場有比較高的技術進入門檻,例如安防所需的ISP技術、固態儲存所需的控制器晶片等;三、從2014年中國發佈《積體電路發展綱要》到2017年發佈《網路安全法》,一直在戰略高度推動IC產業的發展,尤其在關鍵零組件實現自主可控和國產替代等領域。所以,企業的戰略也要與國家自主、安全、可控的戰略形成對接。

國科微是第一家獲得大基金實際注資的積體電路設計企業。2015年國科微與國家積體電路產業投資基金股份有限公司在簽署合作協定,接受大基金注資4億元人民幣,大基金佔股21.05%,成為第二大股東。對此周士兵表示:「市場表現出色,戰略佈局完整,對接國家安全,應該是大基金首單Fabless注資就選擇我們的根本原因。」

在大基金的支持下,國科微拓展戰略佈局,從電視廣播IC的單一市場向儲存主控IC等領域延伸,並請來Marvell資深VP助陣,要把記憶體主控IC做到國產自主可控。國科微旗下國科儲存,於2016年在美國矽谷成立子公司GOKE US Research Laboratory,董事長Pochien Chang曾經是Marvell系統工程師、ASIC 設計經理、研發總監、儲存網路集團副總裁,主要負責軟體和儲存系統先進技術的開發。財報顯示,國科微固態儲存晶片業務在2015年收入還是零,2016年營收已經達到7,000萬元人民幣。

肩負「儲存國產化」攻堅使命

記憶體是資訊系統的基礎核心晶片,最能代表IC產業規模經濟效益和先進製造技術,同時也是中國進口金額最大的積體電路產品之一。大基金總經理丁文武曾明確指出,巨大的市場需求是記憶體發展的最大動力,資訊安全和產業安全則是實施記憶體戰略的需求,中國必須發展自己的記憶體,也有這個能力,否則永遠依賴於人、受制於人。

為推動中國國內儲存產業的發展,2016年底,由紫光集團聯合大基金、湖北省積體電路產業投資基金、湖北科投共同投資240億美元建設的國家記憶體基地專案開工,規劃建設3座全球單一無塵室面積最大的3D NAND Flash FAB廠房、一座總部研發大樓和其他若干配套建築,其核心生產廠房和設備投資強度超過每平方公尺3萬美元,一期一號廠房總投資1,600億元人民幣。項目一期計畫於2018年建成投產,2020年完成整個項目後,總產能將達到30萬片/月,年產值將超過100億美元,2030年產能更可提升至100萬片/月。

與此同時,為加強產業鏈上下游企業技術交流與合作,2016年7月,中國高端晶片聯盟正式成立,透過整合各方資源,建立產、學、研、用深度融合的聯盟,推動協同創新攻關,促進核心技術和產品應用推廣,探索體制機制創新,打造“架構-晶片-軟體-整機-系統-資訊服務”的產業生態體系,推進積體電路產業快速發展。而在中國高端晶片聯盟聚焦的高端晶片領域中,記憶體是其中重要的組成部分。

目前,中國高端晶片聯盟成員已吸引了包括以紫光集團、浪潮電子、曙光資訊、華為、聯想、長江儲存、國科微等在國內高端晶片、整機應用等產業鏈的重點骨幹企業,對於推動中國大陸記憶體產業的發展,將發揮重要作用。

儲存控制器晶片,必須自主可控

然而,如果只會空談使命,還是顯得有些底氣不足。於是,國科微將目標鎖定在了固態儲存控制器晶片市場。

固態硬碟有兩個重要的組成部分,一個是記憶體,一個是儲存控制器晶片。在中國國家積極佈局記憶體基地的同時,一批擁有核心技術研發與產品創新的晶片企業,也開始加大對儲存控制器晶片的投資與研發,積極回應國家儲存戰略。而國科微就是最早一批投資儲存控制器晶片研發的企業之一。

根據IDC的預測,全球的網路資料量將從2013年的4.4 Zettabytes成長到2020年的44 Zettabytes,7年時間成長10倍。根據2016年Trendforce的資料,其中HDD的比例會緩慢下降,SSD則會快速增長。其中13%應用主要集中在資料中心和企業級應用,在消費領域的增長則達到18%。然而,國內固態儲存控制器晶片市場長期為國外廠商佔據。在資訊安全已被提升到國家戰略層面的大背景下,國產自主可控的儲存晶片成為國內市場的迫切需要。

對於儲存產業而言來說,一方面,儲存介質的發展正逐漸從2D Flash向3D NAND Flash發展;另一方面,作為存放裝置的大腦,在儲存介質從2D轉向3D之後,如何更快、更有效的調度資料,如何去分配和優化計算與儲存這兩個不同的資源池,是對所有儲存主控晶片公司提出的更高要求。目前市場上所有量產的主控都能支援3D NAND Flash,但是糾錯技術的優劣則取決於每家公司的技術積累。

「糾錯技術涉及到能否把正確的資料還原,以及資料還原的效率有多高,一直以來就是行業競爭的關鍵所在。和同行相比,國科微的技術實力並不落下風。在我看來,還有另外兩點也非常關鍵,一是能否在不同的NAND顆粒推出之時迅速形成適配能力。二是端到端資料保護能力;」周士兵表示,經過前期的研發投入,國科微已經掌握了固態儲存領域的核心技術。目前在高性能儲存晶片領域擁有成功的研發及生產經驗,並且按照嚴格的標準建立了完善的研發、交付體系和品質管控體系。

早在2015年,國科微就推出了國內首款擁有自主智慧財產權的高階固態儲存控制器晶片GK2101/GK2102,並於2016年上半年開始量產並投放市場。GK2101是一款面向企業級市場的高性能、低成本固態硬碟儲存控制器晶片,擁有自主智慧財產權,支援底層定制化開發,通過公司自主研發的NAND Flash壽命增強(NANDXtra)技術,以及資料冗餘保護(RAID)、高性能LDPC等專利技術,大幅度提升NAND Flash壽命,增加固態硬碟的可靠性和讀寫性能。GK2101 目前主要針對政府、行業等對資訊安全具有較高要求的市場。上述使用者對自主可控電腦、資料中心、伺服器等關鍵設備中的固態儲存控制器晶片的安全性、可靠性和穩定性要求較高,並以代替進口和國產化為目標,准入門檻較高。

兩年後的2017年11月,國科微在北京召開產品發佈會,正式推出國內首款獲得中國資訊安全測評中心、國家密碼管理局雙重認證、完全擁有自主智慧財產權的國科微第二代儲存主控晶片GK2301,獲得包括浙江大華、航太706所等合作夥伴的採用,目前正在小批量供貨中,預計2018年將實現批量出貨。

GK2301系列晶片硬體整合國密SM2/3/4加解密演算法、AES256加解密演算法,採用高速SATA3 介面與主機通訊,使用驗簽方式防止固件被篡改、多級加密防止密碼被破解、封鎖調試介面和對使用者資料進行高強度加密等多種手段,有效的保證了SSD產品既有超高性能又具備高安全性。同時,GK2301系列的晶片版圖、晶片及韌體原始程式碼、晶片的自主可控、以及公司資訊安全保密建設,全部通過了中國資訊安全評測中心嚴苛的安全審查,從源頭上杜絕了洩密的風險,真正實現了“中國芯”的自主安全可控。

給我們一個「拼刺刀」的機會

「目前消費類市場上一顆SATA SSD控制器晶片的售價已經很低了,如果單純拼價格,國科微其實占不到多大便宜;」周士兵對《電子工程專輯》表示:「國科微的策略是要走差異化競爭路線,不能只提供一顆晶片,而是要將晶片、國密演算法、Firmware、BIOS和作業系統緊密聯繫在一起,變成完整解決方案交給行業用戶,才能真正體現自身的價值,事實證明,這條路我們是走對了。」

儘管國科微產品已經獲得了中國資訊安全測評中心和國家密碼管理局雙重認證,但周士兵仍然呼籲中國政府有關部門在強調自主可控戰略的同時,更要加快推出相關標準並給予條款細化,以便於企業在執行過程中具備更多可操作性。否則,像國科微這樣的企業就必須要一家一家的說服使用者,推廣速度慢,效率不高。

坦率的說,中國大陸儲存控制器晶片廠商的實力還遠遠談不上強大,周士兵對此也並不避諱。他說面對儲存巨大的市場,一要靠自身努力、練好內功,二要靠國家自上而下的政策標準的引導,等自身強大了之後,才能具備與國際廠商掰手腕的實力。

換句話說,「要給我們一個拼刺刀的機會啊!」他笑稱。(編按:「拚刺刀」出自中國抗日劇,意指奮力一搏)

根據2018年產品規劃,國科儲存部門將會在以下三方面實現突破:1. 介面標準。第一代產品GK2101/GK2102同時支援PCIe 2.0和SATA 3.0介面,第二代產品GK2301只支援SATA3介面,正在設計中的第三代產品將會支援PCIe3.0標準,目標瞄準企業級應用。2. 深刻理解不同應用場景需求。通過對韌體、介面、加密等特性的改變,衍生出更多產品型號,以更好的服務黨政、金融、安防等不同領域的特定要求。3. 在邊緣運算終端設備中增加智慧特性。

(本文原刊於EE Times China,作者為簡體中文版《電子工程專輯》駐北京記者)