半导体周报0714-企业级SSD

半导体周报-0714

一、行业新闻及动态：

（一）、半导体设计：

《科创板日报》28日讯，铠侠目标在2027年3D NAND闪存实现1000层堆叠。3D NAND在2014年只有24层，到2022年达到238层，8年间增长了10倍。而铠侠目标以平均每年1.33倍的速度增长。三星在上个月表示，计划2030年之前推出超过1000层的先进NAND闪存芯片。

（二）、半导体制造及封测：

《科创板日报》27日讯，英特尔计划最快2026年量产玻璃基板，AMD、三星同样有意采用玻璃基板技术。与目前载板相比，玻璃基板化学、物理特性更佳，可将互连密度提高10倍。英特尔指出，玻璃基板能使单个封装中的芯片面积增加五成，从而塞进更多的Chiplet; 且因玻璃平整度、能将光学邻近效应（OPE）减少50%，提高光刻聚焦深度。 相关从业者指出，玻璃虽能克服翘曲、电气性能也较好，然而缺点包括易碎、难加工等。

 

《科创板日报》27日讯，韩国后端设备制造商ASMPT已向美光提供了用于高带宽内存生产的演示热压 (TC) 键合机。双方已开始联合开发下一代键合机，用于HBM4生产。美光还从日本新川半导体和韩美半导体采购TC键合机，用于生产HBM3E。但据消息人士称，由于新川正在向其最大客户三星电子供应TC键合机，无法及时回应美光的需求，因此美光增加了韩美半导体作为第二供应商，并于今年4月向韩美半导体提供了价值226亿韩元的TC Bonder采购订单

 

《科创板日报》26日讯，业界人士透露，韩国NAND闪存材料供应商供应量较去年增加了约2-3倍。去年，由于需求低迷，三星电子和SK海力士将NAND工厂的开工率降至20-30%，受AI数据中心对大容量NAND需求的推动，今年开工率已上升至70%以上。Soulbrain和Wonik Materials等韩国供应商已经扩大了供应能力，以满足4月份开始量产的三星第9代NAND所需材料日益增长的需求。Soulbrain预计第二季度营业利润将同比增长22%，Wonik Materials和TEMC分别预测第二季度营业利润与去年同期相比分别增长200%和40%。

 

《科创板日报》26日讯，三星电子旗下的韩国半导体和显示器制造设备公司表示，第一台名为“Omega Prime”的设备已于去年供货，Semes正在制造第二台设备。目前，Semes已制造出KrF光刻涂胶/显影设备，并在此基础上开发了ArF版本，以支持波长更短的新型光刻机。

（三）、其他：

财联社6月30日电，韩国SK海力士母公司SK集团表示，到2028年，SK海力士将投资103万亿韩元（746亿美元），以加强其芯片业务，专注于人工智能。SK集团还表示，计划到2026年确保80万亿韩元的资金，用于投资人工智能和半导体领域，以及为股东回报提供资金，并对超过175家的子公司进行精简。

二、本周话题——企业级SSD

                固态硬盘（SolidStateDrives，SSD）是以闪存为存储介质的重要存储产品，是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘产品，由控制单元、存储单元（FLASH 芯片、DRAM 芯片）及固件组成，可广泛应用于移动终端、笔记本电脑、台式机、服务器和数据中心等诸多领域。固态硬盘作为数据的载体，除了高性能和大容量的需求之外，企业客户还对产品包含使用寿命、稳定可靠、功耗控制、系统兼容、数据纠错、数据保存能力在内的多方面性能提出了严格的要求。

        按照不同应用场景，SSD 可以分为消费级、企业级和军工级产品。消费级 SSD广泛应用于电脑设备、移动终端、商业电子、车载应用及智能穿戴等场合，企业级 SSD 主要面向互联网、企业数据中心、服务器、云计算等企业级用户，与消费级 SSD相比，企业级 SSD 需要具备更快传输速度、更大单盘容量、更高使用寿命以及更高的可靠性要求。

实际应用需求的不同导致了消费级 SSD 和企业级 SSD 在协议、总线和接口选择上的差异性。固态硬盘的性能以高速传输数据的协议为支撑，同时总线和接口能够承载协议的性能，三者均是限制固态硬盘性能发挥的因素。

1、接口

较为常见的 SSD 接口有 SATA、mSATA、M.2、U.2、SAS 等，其中 U.2 和 SAS 接口主要应用于服务器等企业级市场。

（1）早期 SSD 大多使用 SATA 接口，SATA 于 2000 年作为 1.0 版（SATAI）首次推出，传输速度高达 1.5Gb/s。SATA 标准于 2004 年修订为 2.0（SATAII），支持高达3.0Gb/s 的速度。而目前笔记本电脑和台式机等消费级 SSD 大都使用 SATA3.0 端口（SATAIII），支持高达 6.0Gb/s（600MB/s）的传输速度。

（2）M.2 接口的读写速度与 SATA3.0 相当，但由于体积小，更适合占用空间小的计算设备。

（3）U.2 接口的最大特色是支持 NVMe 标准协议，高速低延迟低功耗，带宽走PCIe3.0x4，理论传输速度高达 32Gbps，而 SATA 只有 6Gbps，比 SATA 快了 5 倍之多。

（4）SAS 接口在企业级存储领域已逐渐取代 SCSI，它是一种串行互连架构，可以让企业用户以更为灵活的方式进行扩展和管理他们的存储系统。从 SAS1.0 到SAS4.0，连接速度已经从 3Gb/s 提高到了 24Gb/s。

2、总线

目前 SATA 和 PCIe 是 SSD 产品两种主要的总线标准，部分使用 SAS。不同总线标准的位宽和传输频率决定了每次传输中能够提供的最大速度，其中 PCIe 具备更好的带宽速度，因而 SATA 接口+AHCI 协议被 PCIe 接口+NVMe 协议逐步取代。

PCIe 从 1.0 到 4.0 版本的吞吐量具有质的飞跃，PCIe 4.0 是目前大规模商用较为主流的版本，SSD 性能大幅提升，但相较于 PCIe 3.0SSD，价格仍高出很多，将率先在高端市场应用。当前 PCIe SSD 主要还是以 PCIe 3.0x4 为主，最大理论速度可以达到 4GB/s，一般 SSD 最大实际测试速度基本可以达到 3.5GB/s。PCIe 4.0 相较于 PCIe 3.0，最大带宽翻倍，PCIe 4.0 x4 通道可带来 8GB/s 的超高理论带宽，SSD 实测顺序读取性能也能达到 7GB/s。PCIe 5.0 在企业级和消费级都已有产品产出，头部主控厂商 Marvell 企业级 SSD 及原厂 Intel 第 12 代处理器均有搭载。

        SAS 总线与 SCSI 协议相匹配，用于企业级 SSD，具有高性能、高可靠性等优点， SAS3.0 可以达到 12Gb/s 的速率。由于总线性能的提升和系统的可扩展性，SAS3.0 技术在数据中心等领域大范围应用。

3、协议

AHCI（高级主机控制器接口规范）主要用于通过 SATA 总线与电脑连接的硬盘设备。随着 SSD 的发展和企业级用户对于数据存储要求的提高，传统 AHCI 标准的 SATA SSD 已逐渐失去优势。

相比 AHCI，NVMe（非易失性存储器接口规范）是专门为闪存类存储设计的协议，其性能可有数倍的提升，可降低延迟超过 50%，且 NVMe PCIe SSD 可提供的 IOPs是高端企业级 SATA SSD 的十倍左右。

SCSI 即小型计算机接口（Small Computer System Interface），指的是一个庞大协议体系，到目前为止经历了 SCSI-1/SCSI-2/SCSI-3 变迁。 SCSI 协议定义了一套不同设备（磁盘，磁带，处理器，光设备，网络设备等）利用该框架进行信息交互的模型和必要指令集，能够与 PCIe 总线和 SAS 总线相匹配。

接口、总线、协议之间对应关系

 

代际演进：

        随着存储技术的变迁，企业级存储形式发生演进。DAS 存储是最早的企业级存储，即计算机存储后面通过线缆直接连接存储设备，其缺点是数据存储太过分散且无法保证相同业务的存储设备集中在同一区域。为解决上述问题，NAS 存储出现了，实现了多个计算系统共享一个存储系统，使得存储系统的物理位置更加集中，提高了可维护和管理性，同时也提高了存储的利用率。NAS 存储最大的特点是基于文件系统（NFS 文件系统）的共享，对于客户端来说，其看到的文件系统与本地文件系统无异。此外，SAN 存储系统是存储集中化的另外一个方向，与 NAS 存储不同的地方在于，SAN 存储提供的是块存储的形式，在客户端呈现的是块设备，跟本地磁盘无异。随着通信技术的发展，存储通信协议更加通用和常规化。目前很多存储系统可以基于常规以太网（iSCSI 协议）进行连接，这也增加了企业级存储系统的通用性。

        目前 SSD 逐步取代 HDD 已成不可逆趋势。两类产品的内部构造有着显著的区别，机械硬盘主要是由盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部分组成。在运行时盘片每分钟转速可达几千转，而磁头定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。机械硬盘读写速度平均 60~80M 每秒，由于受限于转盘转速与指针寻址的时间限制，速度往往不会超过 200M 每秒，目前市面上机械硬盘的生产商主要以西部数据、希捷科技和东芝为代表。

SSD与HDD参数对比

 

主要部件：

        SSD 的主要硬件组件包括 NAND Flash、主控芯片和 DRAM，核心软件为企业级 SSD 的固件。

固件起软件功能：主控芯片(SSD Controller)通过固件技术实现组件之间的共同运作及数据运维等功能；闪存芯片（ Flash ）则用于存取数据内容。        

 

        成本拆分看，随着容量的不断增大，存储芯片占据的成本比例不断提升，对于企业级SSD来说尤为如此，主控芯片随着容量不断扩大，仅占成本较小部分。以忆恒创源为例，其企业级SSD主要以固件为核心竞争力，主控芯片、存储颗粒等均外采，其BOM成本具有代表性，其中存储颗粒是企业级SSD主要成本，约70%以上，SSD控制器芯片10%左右，DRAM颗粒占比5%左右。

存储颗粒的价格波动是影响企业级SSD行业的盈利能力的关键要素。

企业级SSD成本拆分

 

1、闪存颗粒：

        目前主流的固态硬盘存储介质仍为闪存（Nand Flash），是一种传统的非易失性存储介质，其浮栅（Floating Gate）晶体管的设计让电荷能存储在浮栅里，因此掉电之后，数据不会丢失。闪存单元根据浮栅内存储的电子数量所表现的电压值表现不同的数据值，从而起到存储数据的作用。对闪存单元的操作可简化为写入、读取和擦除。写入、读取的操作最小结构为页（Page），擦除的操作最小结构为块（Block）。存储介质的发展趋势将持续向更高的读写速度，更大存储容量，低功耗，更高存储密度等演进。

        NAND Flash从 bit 形 态 来 看， 可 以 分 为 单级闪存单元（SLC）、二级闪存单元（MLC）、三级闪存单元（TLC）、四级闪存单元（QLC），对应性能寿命及可靠性依次下降，但存储密度和单位成本也依次下降。

SLC：即1bit/Cell，仅有0、1两种电压变化，结构简单，电压控制也快速，这种结构带来更快的写入速度，其P/E寿命可达10万次，但电压变化少意味着存储容量低，因此单位成本也最高；

MLC：即2bit/Cell，电压变化有四种——00,01,10,11，写入性能、可靠性能相较SLC降低，其P/E寿命根据不同制程在3000-10000次不等；

TLC：即3bit/Cell，电压从000到111有8种变化，容量比MLC再次增加1/3，成本更低，结构复杂，读写速度进一步下降，P/E寿命降低至5000以下。QLC：即4bit/Cell，电压有16种变化，容量再提高33%，写入速度上，P/E写入时间更长，速度更慢。

PLC：即5bit/Cell，相对的电平数量从16个增加到32个，额外25%的容量加成，目前结构最复杂，因此错误率自然更高，需要性能更强的ECC，需要更强大的磨损平衡算法，需要强大的主控芯片CPU，技术上即使达到，近几年内要大规模占据主流市场也并不现实。
        目前，NAND Flash 全球市场高度集中于三星、西部数据、美光科技、海力士、英特尔等六家公司，合计占据了 99%左右的市场份额，其中三星以超过 30%的市场份额稳居第一；而国内目前市场规模较小，主要由长江存储作为主导。

2、主控芯片：

SSD控制器芯片是SSD存储器中执行固件代码的嵌入式处理器，控制闪存颗粒的存储单元及与主机的连接，起着指挥、运算和协作的作用。

主控芯片在SSD中的作用相当于电脑的CPU，其通过固件对固态硬盘进行管理，所以主控性能的优劣直接影响了固态硬盘整体的性能表现，其主要功能包括：1）SSD主控调配数据在各个闪存芯片上的负荷，让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作，协调和维护不同区块颗粒的协作；2）连接闪存芯片和外部(SATA、PCIe等）接口，负责数据中转 ；3）负责固态硬盘内部各项指令，诸如ECC纠错、耗损平衡、坏块映射、读写缓存、垃圾回收以及加密等等。

SSD主控研发过程中还要针对不同的闪存颗粒进行针对性优化，SSD主控芯片研发需要其对不同颗粒要具备极好的适应能力。

SSD控制器原理框图

        SSD主控需要承担众多任务，必须要有可靠的CPU内核。一些定位高端的主控通常还需要多个CPU内核，分别用来执行不同的任务，并且在多个核心之间还需要有一套协同的机制。

现在很多SSD主控都使用Arm处理器架构，通常选择Cortex-R系列。除了Arm的R系列内核，也有选择其他处理器内核的，比如美国Synopsys公司的ARC处理器。还有部分SSD厂家采用RISC-v架构、MIPS架构等。

对于SSD来说，主控芯片的好坏直接决定了固态硬盘的实际体验和使用寿命，不同的架构、核心/晶体管数量的多少、频率的高低都关乎主控的性能 。

3、固件：

        固件（Firmware）是出厂预设在存储器中，运行在闪存控制器内部的程序代码，担任着存储器中协议处理，数据管理和硬件驱动等核心工作，相当于SSD存储器的操作系统。

SSD固件包括传输协议处理、逻辑管理算法、数据加密和保护、闪存驱动、介质保护、异常处理和设备健康管理等功能，对存储器设备的功能、性能、可靠性、寿命等关键指标具有重要影响。

随着闪存技术的不断发展，存储密度不断提高，导致单元电荷数的减少及绝缘层变薄，从而使得闪存的原始误码率不断提高，可擦写次数越来越少。用这样一种高误码率、短寿命的芯片来构建长使用寿命、高性能和高可靠的固态硬盘，对固态硬盘厂商的固件水平及设计能力提出了越来越高的要求。固件开发能力是闪存存储产品企业的核心竞争力之一。

        Nand Flash随着堆叠层数和bit形态不断发展，闪存限制也更加突出，这意味着必须有更强力的固件技术以克服擦写过程中磨损、坏块等问题的缺陷：

– 地址映射。主机通过逻辑块（LBA，Logic Block Address）访问固态硬盘，因此需要将地址映射表把主机的 LBA 地址转换为 Nand Flash 的物理地址，才能有效访问。地址映射的三种映射方式包括：页映射、块映射和混合映射等。有DRAM模块的SSD一般会在保存映射表时，在闪存和缓存中同步保存，以提高读取速度。

– 磨损均衡。闪存P/E 擦写次数的限制决定了使用寿命的限制。如果不根据NAND Flash不同块的使用情况作出动态调整，部分块就会过早地因频繁擦写而达到上限。固件的磨损均衡功能则是针对这类问题所设置的，均衡不同块之间的磨损程度，以最大限度延长固态硬盘的使用寿命。

        目前能够独立开发固件的 SSD 厂商为数不多，仅有三星、Intel、闪迪、英睿达、浦科特、东芝、OCZ 等，能够利用大厂带来的技术优势占据较大的市场份额。

 

驱动因素：

1、数据流量高速增长，CPU性能推动存储技术迭代更新:

        CPU主频的不断提升，从单核到双核，再到多核；CPU的处理速度越来越快，而存储硬盘的读写速度已经远远跟不上CPU的读写速度。服务器CPU创新从5-7个季度转换到4-5个季度，技术迭代在加速。流量增长速度远远超过服务器增长速度，也表明服务器的存储密度提升也在加速。

2、存储接口协议演进，技术迭代升级：

        HDD和早期SSD绝大多数都是使用SATA接口，SATA接口是由Intel联合多家公司研发的系统接口标准。由于整个计算机系统性能瓶颈在硬盘端，而不是在协议和接口端，AHCI协议和SATA接口足够满足早前存储系统性能需求。随着SSD技术的飞速发展，SSD盘的性能飙升，底层闪存带宽越来越宽，介质访问延时越来越低，系统性能瓶颈转移到接口和协议。NVMe协议理论读写速度远超SATA等协议。随着服务器处理数据持续高速增长，未来存储接口的演进将会持续，带动存储技术发展。

各协议支持理论最大数据读写速度

3、存储介质发展：

        自数据产生以来，存储介质也历经了5代变化：磁带、软盘、光盘、HDD及SSD。在HDD向SSD演进之前，存储介质的改进均是为了容量的提升。而在HDD向SSD演进过程中，受NAND技术及闪存颗粒所限，读写速度、抗震性及无噪音成为目的，容量并非此次介质改进的关键。时至今日，SSD在容量上相比HDD仍具有劣势。NAND Flash是一种常见的非易失性存储介质，也就是我们常说的SSD盘。它的基本存储单元被称为Cell，由一种类NMOS的双层浮空栅(Floating Gate) MOS管组成，浮动栅内存放电子，通过对浮空栅内充放电改变其电子多少，来表示二进制数据。

存储介质对比

单位存储容量不断提升：SSD分为SLC、MLC、TLC等类型，SLC代表每个Cell存储1比特数据，MLC每个Cell存储2比特，TLC每个Cell存储3比特。存储的数据越多，单盘容量越大、单TB的成本越低，但同时对数据读写的精度要求也越高，性能和寿命也越低。目前主流SSD盘采用的是TLC技术，未来QLC、PLC技术将进一步普及，其每个Cell可以存储4比特、5比特数据，SSD盘的单TB成本将进一步得到降低。堆叠技术提升存储容量：除了每个Cell存储的数据量越来越多，NAND Flash SSD也采用了堆叠技术来提高容量密度，从24层到32层、48层再到百层以上，层数越多，单位面积SSD盘可容纳的数据量就越多。目前主流SSD厂商的堆叠层数可以达到96层或128层，176层、192层已获技术突破。

4、PCIe替代SATA接口：

        PCIe具备更好的带宽速度， SATA接口+AHCI协议被PCIe接口+NVMe 协议逐步取代是技术趋势。相较于二代总线标准PCI，PCIe最大的特点是不使用并行数据传输和总线的连接方式转为串行数据传输，点对点的连接方式和差分电平信号传输，串行差分有效提高了抗干扰能力提高传输速率，吞吐率远高于PCI。

        PCIe 4.0接口SSD已逐步成为企业级存储硬盘主流选择，PCIe 5.0已有部分产品实现量产。PCIe 4.0是目前大规模商用较为主流的版本，SSD性能大幅提升，但相较于PCIe 3.0 SSD，价格仍高出很多，将率先在高端市场应用。当前PCIe SSD主要还是以PCIe 3.0 x4为主，最大理论速度可以达到4GB/s，一般SSD最大实际测试速度基本可以达到3.5GB/s。PCIe 4.0相较于PCIe 3.0，最大带宽翻倍，PCIe 4.0 x4通道可带来8GB/s的超高理论带宽，SSD实测顺序读取性能也能达到7GB/s。PCIe 5.0在企业级和消费级都已有产品产出，头部主控厂商Marvell企业级SSD及原厂Intel第12代处理器均有搭载。

PCIe不同版本吞吐量

5、NVMe与PCIe成为企业级SSD黄金搭档：

NVMe是非易失性存储接口协议，为应用层服务，通过利用PCIe总线实现数据交互的功能，实现对物理层的抽象功能。PCIe接口和闪存接口的高速发展要求相应的高速命令传输协议，NVMe应运而生，NVMe与PCIe搭配显著提升了固态硬盘性能。通过PCIe接口将I/O命令和响应映射到主机的共享内存，支持多核处理器并行I/O，以促进高吞吐量，缓解CPU的压力。利用并行数据路径，在加速方面提供更好的性能。

与PCIe接口的结合，使得数据通过NVMe协议直接与CPU相连，从而达到低延时性；最大队列深度由SATA的32上升到64000，固态硬盘IOPS显著提升；功耗管理功能降低了能耗，并使得SSD拥有更好的兼容性。

 

行业现状：

主控芯片：

回顾 2021 年 SSD 的主控市场，全球 SSD 主控芯片出货量为 4.19 亿颗，较 2020年 3.85 亿颗，年度增长 8.83%。在云计算、数字经济等需求的带动下，服务器市场不断扩张，随之带来的是 SSD 越来越受到欢迎。中国企业级 SSD 呈现高增长态势，根据预测 2022、2023 年中国企业级 SSD 市场规模同比增长 37%、28%，于 2025 年达到 489 亿元人民币。

企业级 SSD 平均容量走势（GB/个）

企业级 SSD 出货量走势（Million，个）

2021 年，海外 SSD 主控芯片厂商全球出货量占比 89.67%，本土 SSD 主控芯片厂商全球出货量占比 10.33%。随着市场需求的增加，国内 SSD 主控厂商正在大力崛起。目前大陆在做 SSD 控制器的厂商多达三四十家，从数量上看已经超越了美系、台系的品牌。

 

云计算需求拉升：

        最大客户群体云基础设施支出将显著拉动SSD增量。艾瑞咨询指出，企业级固态硬盘下游客户主要来自云计算， 占总市场规模的份额达到67%，企业级SSD将充分受益云基础设施增量。

根据Gartner的数据，2020年全球IT支出总额为3.8万亿美元，且2021年全球公共云支出预计将达到3323亿美元，比2020年的2700亿美元增长23.1%。到2020年，云基础设施市场只占IT总支出的7%。这给云市场留下了巨大的增长空间，未来的云市场将达到数万亿美元。

另外，根据Canalys测算，中国云市场的平均增长率达到60%，超过世界其他地区。在2021年第一季度，中国的云基础设施支出达到60亿美元，仅占全球云市场的14%，国内品牌仍具备巨大的份额提升空间。

 

企业级SSD替代HDD带来存量转移：

        从替代层面看，SSD支出规模及增速高于企业级HDD趋势不可逆。出货量端，根据Statista统计，SSD于2021年将超过HDD，数据中心端HDD需求在2025年前仍保持小幅增长但消费级HDD出货量将会持续下降，逐步被SSD取代。存储量端，HDD在存储量占比将在未来四年仍有所上升，而后随闪存成本持续下降，HDD的存储量也将持续下降，大规模被SSD及其他闪存取代。企业级SSD对HDD大规模替代是必然趋势。

2015-2021HDD与SSD出货量对比

存储介质选择上，普遍应用固态硬盘的全闪存（AFA）时代已经到来，存量替代空间明显。目前，全机械硬盘存储（HDD）及机械硬盘+闪存固态硬盘的混合存储阵列（HFA）在中国仍占据较大比重，但与全球对比，中国的全闪存存储占比在2020年仅占18.9%，而全球已经达到39.9%从增速上看，中国全闪存阵列市场2020年增速达24%高于全球市场的17.5%。随着未来企业存储要求更出色的存取数据效率，更高的数据存储安全性及更稳定、低延迟的数据交互，全闪存存储占比仍将进一步提升，根据IDC预测认为，2020到2024年全闪存阵列将以7.5%的年复合增长率增长，占2024年外置存储市场销售额的一半以上。

 

成本降低，企业级SSD加速渗透：

        全球存储市场中，闪存成本不断下降， 带动全闪存储份额快速增加，市场占比超过20%。根据第三方机构Wikibon的预测， 2027年SSD单TB成本将低于HDD， 达到15美元/TB。

2025年后， HDD的出货量将每年下降27%， 只应用于扩容和归档等少数场景。根据IDC统计，固态硬盘每GB的价格在2015-2020年期间，

平均每年的降幅将达到25%，未来五年将继续保持这一趋势。

根据IDC统计及预测，全球企业级基于NAND闪存的固态硬盘每GB价格预计在2020-2025年以19%的年复合增长率下降。长期来看，随着固态硬盘价格的下降，全闪存数据中心不仅具有在绿色节能方面的优势，其自身也将变得更具成本效益，存储容量出货增速也迎来新的上升周期。

 

企业级SSD市场规模预测：

从整体规模上看，企业级SSD受益于企业级存储市场的稳健扩容，容量及市场规模齐升。全球范围企业级SSD增长动力强劲。艾瑞咨询预计全球企业级SSD市场规模2021、2022、2023同比增长27.4%、10.2%及35.1%，保持较快增长水平。        

全球企业级SSD市场规模

中国企业级存储市场上升趋势稳健带动企业级SSD市场持续增长。据IDC的预测， 2021年中国企业级存储市场空间55亿美元，2020-2024年中国企业级存储市场将保持7.16%的年复合增长率，到2024年中国企业级存储市场空间将达到65.9亿美元。艾瑞咨询预测2021、2022、2023中国企业级SSD市场规模同比增长26%、37%、28%，于2025年达到489亿元人民币。

中国企业级存储市场规模

中国企业级SSD市场规模

竞争格局：

NAND Flash：

        国际领先的存储原厂凭借多年技术积累，不断提升晶圆制程以提高单位面积的存储密度和降低存储芯片功耗，随着制程工艺不断逼近极限，芯片设计与晶圆制造的研发门槛不断提高，研发资本投入不断增加。同时，主要存储原厂还需通过持续大额资本支出来投放成熟制程产能，维持规模优势和市场份额。国内企业目前规模极小，但投资力度不小，在性能、产量等多方面逐步看齐国际大厂，国产替代空间可期。

NAND Flash 全球市场高度集中：根据 Omdia （IHS Markit） 数据， 2021年全球 NAND Flash 市场规模为 675 亿美元，由三星电子、铠侠、西部数据、美光科技、 SK 海力士、英特尔六家公司主导，2021年第三季度，三星在NAND Flash全球市场份额约 34%，此外， SK 海力士收购英特尔 NAND Flash 业务已于 2021 年获得主要市场监管当局批准，全球 NAND Flash 市场将进一步集中。

全球主要 NAND Flash 晶圆原厂年度固定资产投资及预测（亿美元/年）

 

主控芯片：

        目前市场上流通的固态产品，使用的主控芯片可以分为两大类型：一类是各存储原厂诸如三星、Intel、美光等巨头基于IDM生产模式生产，其中三星的主控自产自销，基本不单独出售主控，美光既用于自有产品也外卖给其他下游厂商。

另一类是Fabless厂商，核心玩家主要是Marvell、慧荣及群联电子。Marvell性能较好，一直是主控市场上性能的佼佼者，其SSD控制器基于NAND Edge LDPC引擎，支持在企业和超大规模数据中心环境中使用高性能和大容量的SSD，并兼容TLC、QLC和SLC存储器，数据安全及数据纠错能力领先。慧荣和群联是台系主控代表，慧荣主控以不错的性能和低廉的价格为主要特点，整体较为平衡。群联主控性价比好，中低端市场有优势。

        具体根据technavio预测，2020-2025年企业级SSD主控芯片市场规模将增长12.6亿美元，预计CAGR达到17.88%，2021年亚太地区提供主要增量，

估算增长79%，主控芯片市场将继续保持高度集中的竞争格局。纵观全球控制芯片市场，三星为主的原厂占据约45%的市场份额；慧荣科技、群联电子、 Marvell等厂商，合计占据约40%+的市场份额。

国内外主控芯片厂商比较

 

国内竞争格局：

        中国企业级SSD市场仍主要由海外供应商占据。 根据艾瑞网， 2021年中国企业级固态硬盘市场中三星和英特尔合计占据超 70%的市场份额；国产品牌中，忆联科技和忆恒创源市占率相对领先。在企业级 PCIe 固态硬盘市场上，2021 年三星和英特尔作为全球范围内的技术领跑者，在中国市场占比达 71%，国内忆联、忆恒创源随后。2020 年 10 月，SK 海力士以 90 亿美元收购英特尔公司除傲腾外的存储产品线，包括其固态硬盘、NAND等业务，2022年之后国内固态硬盘市场约70%份额为韩国企业占据，本土企业级固态硬盘厂商国产替代空间巨大。

2021年中国企业级SSD市场竞争格局

国内外企业级SSD 厂商对比

大陆相关企业：

忆恒创源：

公司始终坚持企业级PCIe SSD模组及固件的研发和技术创新，2021年上半年公司企业级SSD业务收入占比达92.58%。目前公司已建立了完备的企业级PCIe SSD产品的开发和验证体系，组建了经验丰富的研发和管理团队，形成了稳定的上下游合作关系。公司紧跟存储行业最新发展趋势，与NVMe、PCI-Sig等国际化标准组织深入合作，通过产品迭代创新，公司持续满足企业级客户对高性能、高可靠性、高安全性和大容量存储产品不断提升的严苛要求，产品覆盖国内头部互联网企业、云计算厂商、金融机构及三大电信运营商等，并赢得了广大终端用户的信赖和认可。2021年8月，公司被认定为北京市“专精特新”中小企业。公司成立至今已经完成 6 代企业级 SSD 产品的开发及升级迭代，公司主力企业级 SSD 产品主要包括 PBlaze5 及 PBlaze6 系列， 该产品作为服务器的重要数据存储设备，主要应用于互联网、云服务、金融和电信等各类企业的数据中心。

 

得瑞领新：

公司100% 自研控制器+自研固件+模组，自有主控芯片的企业级SSD属于技术与市场壁垒双高的领域，与华为是国内仅有的两家控制器、固件以及硬件板级设计完全自主研发的企业级SSD供应商；专注于企业级NVMe控制器芯片和SSD产品开发， 持续迭代，6年半量产3代主控， 9款SSD模组产品，部分产品实测达到与Intel、三星匹敌甚至更优的产品指标；通过严苛实测，获得阿里、H3C、航天科工、天河超算、三大运营商等重点客户认可，产品进入销售放量阶段；为长存颗粒实现国产替代提供国际标准验证，能够满足阿里云Open-channel SSD的定制化需求；拥有SSD领域国内顶尖团队：创始团队及核心技术人员拥有一流存储公司工作丰富经历，在IC、固件、测试、存储系统方面皆配备完整、技术顶尖。

 

同有科技：

公司深耕存储行业，是专注专业的大数据存储基础架构提供商，是国内唯一一家精准布局了从主控芯片、固件算法、SSD硬盘到闪存存储系统全产业链的存储厂商。 作为中国存储第一股，同有科技以软件定义为基础、贴近应用为核心、满足客户需求为方向，为全球用户提供高效安全融合的存储服务。公司是业界少数拥有超过百项自主知识产权的专业存储厂商，也是国内完全拥有存储架构、存储管理软件及存储核心算法的自主研发企业。公司通过“内生+外延”战略，持续整合存储产业链资源，不断发挥产业协同作用。公司持有特殊行业固态存储上市公司鸿秦科技100%股权，同有全资子公司宁波同有持有忆恒创源16.82%股份，持有主控+固件厂商泽石科技8.73%股份。公司重点围绕 “闪存、云计算、自主可控”三大产业方向，不断完善从芯到系统的存储全产业链布局，并依托持股公司的客户关系，不断完善上下游产业链，与长江存储、长鑫存储等上游厂商建立良好关系，下游交好各类数据需求部门、云计算及服务器大厂，实现全产业链自主可控。

 

免责声明：本文章不涉及投资建议，仅供分享观点所用。

参考资料：

华西证券：企业级SSD：三大替代构筑行业高增长，国产替代空间广阔

中银证券：同有科技：企业级存储全产业链布局，AI 赋能新发展

海通国际：存储新纪元系列 1：企业级 SSD 存储的国产化崛起

方正证券：香农芯创（300475）公司深度报告：国产电子元器件分销领先者，发力企业级存储黄金赛道