過去提到儲存一般人最直接的想法就是硬碟，從PC產業興起至今，硬碟一直是主要的數位儲存媒介之一，這包括單機儲存與系統儲存兩方面，硬碟由於是機械設備，所以在執行儲存任務時，透過驅動控制晶片的幫忙，協調機械的運作與資料讀寫動作，而系統級的儲存一般為企業大量資料儲存備份需求，除上述功能之外，還需要協調多個儲存設備間的工作，任務更形複雜，因此硬碟控制驅動IC的技術層次頗高。

另外，最近兩年在每個人身上的可攜式數位產品，因為多媒體功能的應用訴求，而更加強調儲存功能，所以Flash快閃記憶體也在這樣的產業發展下，成為成長最為迅速的產業之一，這些應用快閃記憶體的儲存設備，包括小型記憶卡與隨身碟等，因為使用的是儲存資料為主的NAND Flash，所以都必須搭載控制晶片，除了可攜式產品內建記憶體需要之外，小型記憶卡與隨身碟等外接式產品，每個人可能同時擁有多個隨身碟與小型記憶卡，所以市場規模較那些設備更大，控制晶片的需求量也相當驚人，最近幾年投入的廠商也頗為可觀。

快閃記憶體應用控制晶片發展迅速

又稱為Data Flash的NAND Flash由於以儲存資料為主要任務，所以並不能儲存系統程式，必須藉助控制晶片幫忙做系統控制與規劃，而從數位相機、智慧型多媒體手機（Smart Phone）這些可攜式數位消費性產品問世後，外接式儲存需求浮現，小型記憶卡產業成長相當迅速，(圖一)為2003年到2008年使用小型記憶卡的終端產品出貨量，預計今年這些產品整體市場規模達4億946萬台，到2008年更將高達5億7136萬台，而且通常一個終端產品擁有不只一片小型記憶卡，根據工研院IEK的統計數字顯示，2006年小型記憶卡出貨量大約為4億5000萬片，2008年將超過6億2000萬片。

《圖一　2003～2008年使用快閃記憶卡的終端產品出貨量（單位：萬台）》

而除了小型記憶卡之外，俗稱大姆哥的隨身碟也是快閃記憶體重要的應用之一，隨身碟搭配USB傳輸介面，成為軟碟機（Floppy）消失的主要原因，因為其隨插即用、且儲存容量比軟碟大的多，所以現在經常用到電腦的人，身上大概都會有幾支隨身碟吧，加上其只儲存資料，功能簡單所以價格便宜，也是控制晶片廠商主要的市場之一。這些外接式的儲存設備全部都需要搭載控制晶片，加上部份將Flash內建的設備，一年這類控制晶片的市場需求量應該接近10億個，儘管技術難度不高、價格便宜，確也是個不小的市場。

Flash控制晶片功能

(圖二)所示為一CF規格小型記憶卡的內部電路圖，而不管是小型記憶卡或是隨身碟，其基本電路都是如此，架構上頗為簡單，慧榮科技產品企劃部經理葉宏祥表示，由於快閃記憶體會出現損壞的記憶單元（Bad Block），控制晶片必須對這些單元做標示，不要讓新的資料存到那個記憶區塊中；另外，快閃記憶體有讀寫次數的極限，一般來說，快閃記憶體必須達到一百萬次的讀寫次數與十年的資料儲存壽命，所以控制晶片還要規劃記憶區塊儲存資料的頻率，盡量讓每一個記憶區塊都有差不多的讀寫次數，讓讀寫的次數平均分布，以延長快閃記憶體壽命。

《圖二　CF的電路解析圖》

這是最基本的功能，但是快閃記憶體之間並沒有統一的規格，加上因為快閃記憶體近年來市場需求強勁，許多DRAM記憶體大廠爭相投入開發，所以目前市面上快閃記憶體「種類」繁多，不同廠商推出的快閃記憶體，為規避專利陷阱，因此快閃記憶體會出現不同組態，葉宏祥指出，控制晶片需要支援不同快閃記憶體，在隨身碟或記憶卡中，主角是Flash而不是控制晶片，若控制晶片無法與Flash搭配，當然得不到生意，若是遇到一款新的Flash就要開發一顆新的控制晶片搭配，其實也是一種成本上的負擔，慧榮就很自豪該公司的控制晶片可以支援市場上大多數的Flash顆粒，而該公司提出的線上即時更新程式（In-System-Programming；ISP）的功能，就是在Flash上畫出2～4K的空間做為韌體的更新，目前也成為業界共通的作法。

不過，一顆控制晶片支援所有Flash的作法固然有其優勢，卻也只是一種選擇，群聯電子專案經理于紹庭認為，這樣的作法必須做出部分妥協，難免會犧牲掉最佳效能，不見得是最好的解決方案。

終端產品相容性令人頭痛

控制晶片除了與Flash顆粒的相容性之外，與終端產品的相容性才是控制IC廠商目前遇到最大的難題，隨身碟因為功能單純這類問題較少發生，主要是小型記憶卡面對越來越多的應用環境，除了數位相機、手機之外，各式讀卡機、PMP還有未來更多的可攜式多媒體產品，都會是應用範疇，慧榮科技產品企劃部協理董乃琦就指出，現有市面上正在販售的產品都不是問題，因為廠商可以在產品上市之前，將產品做過完整的測試，保證其相容性，問題就出在過去上市的產品，目前已經不在市面上流通，不過卻還有消費者在使用，一但發生產品無法辨識記憶卡或存取時，控制IC廠商就必須要解決。

所以目前所有Flash記憶體控制晶片廠商都必須建置一個測試實驗室，讓控制IC在上市之前就已經做過充分的相容性測試，測試的產品包括過去與目前所有市場上已經上市的產品，甚至還要「預測」未上市產品的規格，安國國際市場部行銷經理藍世旻表示，過去也曾經出現過，有系統廠商的產品設計超過規格規範，造成記憶卡與之不相容，迫使控制晶片也需要配合這樣「不照規矩」的設計，以求產品的相容。

《圖四 安國國際市場部行銷經理藍世旻》

市場需求量大 投入者眾

儘管快閃記憶體控制晶片在產品相容性上讓廠商吃足苦頭，但是由於晶片設計門檻不高，每年市場需求量又大，所以還是吸引許多廠商投入，而且其低單價、高需求量的市場特性與台灣IC設計廠商專精的部份相當符合，目前台灣至少有十多家IC設計公司投入相關產品的開發，包括慧榮、群聯、擎泰、安國、聚錸、聯盛、華邦、鑫創、瑞程、崴懋、亮發、我想等，其中慧榮是目前全球第二大快閃記憶體控制晶片廠商，投入時間最久、技術也屬領先；群聯則是兼營系統組裝業務，以垂直整合的業務模式創造高度獲利。

至於全球最大的快閃記憶體控制晶片廠商就是業務模式與群聯類似，而且品牌響叮噹的SanDisk，該公司掌握許多小型記憶卡規格與快閃記憶體專利，並利用專利授權取得穩定的快閃記憶體貨源，再發展終端的小型記憶卡，最近這幾年整體表現相當令人矚目。所以，于紹庭就認為，台系控制晶片廠商無法像SanDisk一樣掌握上游的專利，就必須培養與Flash供應商與下游模組商良好且穩固的關係，能在這部分結成穩固的聯盟，就已經成功一半了。

而隨著小型記憶卡與隨身碟等產品普及率日益提升，未來幾年雖然市場規模還是會持續擴大，但成長動能以不若前幾年強勁，前述上下游聯盟關係也日益穩固，快閃記憶體控制晶片廠商早就在思索著開拓新的商機，包括整合附加功能與發展更高階的產品，在整合附加功能部分，安全性、DRM、U3、KVM（Keyboard、Video、Mouse）、自動控制等功能都是發展的方向；高階產品就是多媒體功能，像是MP3、PMP等的控制晶片，不過這部份技術難度較高，需要整合DPS、Codec等，混合訊號技術能力很重要，又要碰到像Sigmatel這類已經佔據市場，又具備技術能力的廠商，對台灣廠商來說絕對是一場硬戰。不過，于紹庭表示群聯已經積極投入開發自有的Codec（編解碼晶片），希望能藉此開拓下一片藍海。

《圖三　慧榮科技推出的MP3/JPEG控制晶片》

微型硬碟控制驅動晶片成長力佳

硬碟控制晶片也是硬碟上的關鍵零組件，負責控制硬碟機的運作，硬碟電子元件包括一個前置放大器（PA）IC、馬達控制器（MC）IC以及一個整合型控制晶片，內建讀取通道與硬碟機控制器，並整合所需的I/O元件與記憶體。（關於硬碟控制晶片運作原理，可以參考本專題「增進微型硬碟電池續航力與耐用度之設計」一文）傳統硬碟產業目前的發展已經進入成熟期，比較受人矚目的就是微型硬碟，像PortalPlayer就是最近幾年竄紅的一家微型硬碟控制晶片廠商，因為該公司的產品受Apple iPod青睞，所以跟著變成當紅炸子雞。

而這部份台灣廠商因為早年並沒有投入硬碟產業，所以幾乎沒有廠商投入此產業，過去幾年市場曾經傳出智微科技（JMicron）計劃投入，但到目前為止並沒有進一步消息；另外，硬碟控制晶片中，以類比技術為主，這部份是台灣廠商相當弱的一環，所以在先天不良後天失調的狀況下，這類產品多是外商的天下，包括Silicon Image、Agere、LSI Logic等；再者，因為硬碟控制晶片與硬碟效能有很大關係，許多硬碟廠商都自行開發自家用的控制晶片，像全球第一大硬碟廠商，多年前就透過併購一家IC設計公司，成立自己的硬碟控制晶片設計部門，所以這類市場也相對封閉，市場機會並不多。

系統級儲存控制漸受重視

在數位時代數位資料的儲存與管理是一件相當重要的課題，對於企業來說更是如此，所以針對有大量資料儲存需求的系統級儲存重要性也日益提升，RAID就是透過將許多磁碟系統組合成一個磁碟陣列，提供大型儲存應用，在磁碟陣列領域，資料儲存的安全性、資料即時備援功能、更大的儲存容量、大幅縮短存取資料的等待時間、有效提高電腦系統效率及低成本高效能等，都是要求的重點。

磁碟陣列控制晶片訴求企業應用，與先前談的偏向消費性產品或個人應用的控制技術不同，在RAID領域，「可靠度」是最重要的部分，包括資料保護、高效能、叢集支援（clustering support）及降低整體TCO成本等都是。而這部份的晶片推出的廠商也以國外廠商為主，包括：Broadcom、LSI Logic、AMCC等，但是國內廠商在這個領域並沒有缺席，喬鼎資訊發展RAID相關技術已經有很長一段時間，而且產品線從RAID控制晶片、控制卡到系統產品都有提供，可以說具備該領域完整的技術能力。

結語

儲存記憶隨著數位化的發展將出現越來越多的市場機會，而身為不容忽略配角的驅動與控制技術，自然也會越來越受矚目，尤其是在消費性電子領域，其產品應用的多樣性還有很大的發展潛力，對於積極投入此一領域的國內廠商來說市場前景頗佳，不過，不久前市場傳出英特爾（Intel）提出ONFI（Open NAND Flash Interface）技術，針對NAND型快閃記憶體（Flash）介面提出標準規格，此一動作對整體市場發展是健康的，不過對於控制晶片廠商來說，卻是一個嚴重的威脅，因為過去快閃記憶卡出現相容性的問題，NAND型Flash供應商通常不會承認自己的晶片有問題，而卡片製造商也沒能力解決，因此最後必須由設計公司處理，這也是記憶卡晶片設計公司的價值所在。

未來如果不再有這樣的困擾時，控制晶片廠商的價值將被極小化，所以廠商唯有不斷擴展自身價值，包括先前提到整合附加功能或者發展更高階的控制技術，才能繼續成長。而硬碟與系統儲存部份，儘管市場前景與受矚目程度不若快閃記憶體控制市場，但是仍然有其發展性，而且進入門檻高，市場競爭程度相對較低，獲利也較穩定，不用以殺價競爭或不理性的降低成本手段來爭取客戶，也是個不容忽略的市場。

延 伸 閱 讀

在測試完成之前，時隙1定時器又截止，此時一個DMA記憶體－埠測試模組被啟動，它設置任意的DMA通道並退出。現在，DMA已在後台執行，而原來的複製測試又重新執行。隨後又產生一個時隙3定時器中斷，使用DMA通道5啟動記憶體－記憶體傳輸並退出。相關介紹請見「 自動實現半導體元件系統強化測試的方法」一文。 DMA 的傳輸操作可以發生在ADSP-BF531/BF532/BF533處理器的內部記憶體到與有DMA能力的外部設備之間。而且，DMA傳輸也能夠在DMA外部設備和連接到外部記憶體介面的外部設備（包括SDRAM控制器和非同步存儲控制器）之間。你可在「 記憶體- SDRAM 」一文中得到進一步的介紹。 從處理器的角度來看，CPU 根本不知道發生了什麼事；而從快取記憶體與主記憶體中讀取資料的分別，僅在於傳回資料所花的時間而已。就儲存容量而言，快取記憶體比RAM 小得多。因此，主記憶體中的每筆資料不可能存放在快取中。在「 儲存空間的族譜」一文為你做了相關的評析。

市場動態	記憶體的DMA控制器提供高帶寬的資料傳輸能力，它能夠在內部L1/L2記憶體和外部記憶體（包括PCI存儲空間）之間執行代碼或者資料的塊傳輸。相關介紹請見「ADSP-21535 Blackfin的Mem DMA高速通信」一文。 Silicon Labs.宣佈推出快閃記憶體容量加倍的新型微控制器C8051F316和C8051F317，內含16KB快閃記憶體並採用4 × 4毫米的24接腳QFN封裝，最適合為相機模組、行動電話和可攜式遊戲機等空間有限應用，以提供所要求的快閃記憶體、低功耗和精巧體積。你可在「 Silicon Labs.推出記憶體容量更大的小型微控制器」一文中得到進一步的介紹。 華邦再推出新的4Mb快閃記憶體元件，提供客戶更低耗電量、高效能及高穩定性的產品，以滿足客戶在應用設計上的需求。在「 華邦推出新製程技術─快閃記憶體解決方案」一文為你做了相關的評析。