NEO半導體X-NAND　帶動記憶體產業的速度革命

NEO Semiconductor成立於2012年，執行長許富菖回顧創業迄今的歷程，創業之初躬逢三星開發出3D NAND，記憶體架構從平面轉為立體，擴增的立體空間大幅地增加了資料的儲存量。這個突破性的發明，讓2014年的NEO在數個尚在評估的專案中，擇定以突破記憶體效能為目標。許富菖回憶，「新技術的問世，往往會刺激同時期、同領域的新創表現。」

當時的NAND flash產業除了3D NAND這個振奮產業的突破，仍有許多橫亙在技術發展上的阻礙。從NAND初期架構SLC(Single-Level Cell)開始，迭代到MLC、TLC、QLC、PLC等，單位記憶體容量的成本雖不斷下降，讀寫速度卻愈變愈慢，與現今科技產業的發展背道而馳。「積弱的記憶體效能將成為5G、AI等發展的限制」，許富菖指出。

為提升記憶體性能，NEO將研發方向聚焦在記憶體架構的改良，最終在2018年完成X-NAND的開發，並用兩年多的時間，為這個技術進行專利佈局。X-NAND架構主要應用於閃存記憶體，以QLC為例，在採用X-NAND架構後，其隨機讀取與寫入的速度分別減少至25微秒與550微秒。這讓QLC產品得以具備與SLC匹配的讀寫效能，同時保有其具競爭力的成本效益。

若將鏡頭拉遠，X-NAND更將為整個記憶體供應鏈帶來改變。NAND flash是記憶體系統中讀寫效能最慢的環節，歷來市場對其最大的訴求為低價、高容量。而X-NAND突破了NAND flash的讀寫速度限制，許富菖形容，這無異於打破了整個記憶體系統運作效能的天花板。

對供應鏈的影響

X-NAND可以被應用在整個記憶體產業的上中下游。以最上游的機械式硬碟HDD和固態硬碟SSD為例，過去QLC的性能不佳，市場的接受程度低；但在導入X-NAND架構後，QLC的性能提升，這會大幅改變筆電、手機等高階消費型電子產品的成本結構。此外，更加快PLC與HLC NAND進入市場、取代機械式硬碟的腳步，促進資料中心的運作效能，提高雲端服務水準。

其次，亦為新興市場——於DRAM與NAND flash之間發揮緩衝功能的高級儲存級記憶體SCM(Storage Class Memory)注入新動能。NEO規劃以X-NAND架構導入SLC與MLC NAND，提供與現有SCM方案相近的效能，同時將成本降低為原有的五分之一。而在終端應用場景，以serial NAND市場為目標，改良MLC以取代原有的SLC產品，以一半的成本，將速度提升5倍，滿足AI及IoT系統的速度需求。

如上文所述，X-NAND問世形同打破了記憶體的效能天花板。許富菖形容，過去受到NAND效能拖累，周邊傳輸介面往往無法百分之百發揮效能。而今X-NAND的導入不只提升了NAND的效能，更讓周邊傳輸介面、控制器、緩衝記憶體如 SCM等的發展都得到鼓勵。未來不僅5G，甚至6G 、7G ，以及功能更強的AI系統 都不再受限 。

市場布局

在2020年全球快閃記憶體高峰會上得到了創新獎，許富菖表示，NEO做為晶片IP研發公司，未來會以授權IP為主要的商業模式。在X-NAND產品方面，世界主流的記憶體供應商如三星、鎧俠(東芝)、西數、海力士、美光等，以及台灣的serial NAND供應商如旺宏、華邦等，都將是NEO的目標客戶，藉由IP授權，將X-NAND架構導入客戶的生產線中。

在終端市場的布局上，許富菖表示，在高峰會發布之後，從各方遞來的橄欖枝中瞭解了X-NAND的應用潛力，其中尤以AI、資料中心的相關企業最為熱切，亦不乏伺服器等業者上門，提出規格相關的布局規畫，期望加速X-NAND產品導入後進入市場的速度。

在去年高峰會上初試啼聲，許富菖回憶，NEO一路走來，即便聽了無數次「NAND flash已經發展了30年，不可能有解決方法（指突破效能）了。」仍繼續嘗試，「我相信許多人也曾走到我們走到的這步，也面臨同樣的問題，最終選擇了放棄。如果我們也放棄了，那發展就到此結束了。」

許富菖謙虛地形容，X-NAND能成功問世可謂異數，有機緣巧合，靠許多人幫忙，更需要整個團隊的不懈努力與堅持。

NEO執行長許富菖

出生：1969年

現職：NEO Semiconductor執行長

經歴：矽谷新創公司工程副總裁

學歴：美國倫斯勒(Rensselaer)理工學院電機工程碩士、國立成功大學機械工程學士