企业级SSD主控和主流玩家洞察

架构师技术联盟

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2022-03-11 03:29



从单个厂商在企业级固态硬盘产业链布局的角度上看,国内市场上主要有六种业务布局模式:包括能够一体化完成固态硬盘所有设计和生产流程的IT龙头企业——主要包括六大NAND原厂(其中部分厂商无自主DRAM),以及部分专注于固态硬盘部分硬件/软件核心部件生产的企业,此外还有部分厂商拥有跨各部件领域的业务布局,或是将下游的服务器生产也纳入业务版图。


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2021年中国企业级SSD行业发展洞察



目前国内尚无企业能够实现固态硬盘全产线自主,但在各部件的独立领域中均有头部企业具备一定的市场竞争力,通过业务合作和生态布局,有望进一步拓宽业务布局及市场覆盖度。



主控/控制器:企业级SSD主控主要由美满、微芯、三星等龙头供应

主控/控制器(Controller)在硬盘工作时承担与主机通信、控制闪存的数据传输以及运行FTL算法等职责,在固态硬盘中的作用可类比于计算机CPU(主控内部也有自己的CPU芯片),对固态硬盘的性能、使用寿命及可靠性有重要影响,是固态硬盘的三大核心技术之一。



从硬件外观上看主控是一块硅基半导体芯片,其生产流程也与其他芯片一样总体分为设计、制造、封装测试等环节。目前全球范围内固态硬盘主控的制造能力仍集中在少数IT巨头及芯片代工厂手中,而部分国内厂商在设计方面已经有所建树。从成品角度看,国内(包括中国台湾)企业出厂的主控更多集中于对性能要求较低的消费级产品,企业级固态硬盘主控主要由美国的美满(Marvell)、微芯(Microchip)以及韩国的三星(SAMSUNG)等国际巨头提供,部分国内企业如英韧科技、得瑞领新等具备企业级固态硬盘主控的设计能力。


闪存:三星、铠侠、西数份额领先,价格受供需影响存在波动

闪存是固态硬盘的存储介质,是固态硬盘的三大核心技术之一。从全球市场来看,三星、铠侠、西部数据、美光、Intel以及海力士六家公司合计占据了全球NAND Flash市场99%左右的份额,其中三星以超过30%的市场份额稳居第一、具备较大优势,铠侠和西部数据分别以约20%15%的市场份额位列第二和第三。


从成本结构上看,闪存占固态硬盘总成本的比重较大,达到70%以上,其价格变动对SSD成品的价格影响最为显著。


固件:SSD三大核心技术之一,专为闪存介质特性设计

固件是固态硬盘出厂自带的一类算法的合称,是固态硬盘的三大核心技术之一,如果将固态硬盘类比为计算机,固件算法则是它的核心操作系统和基础软件。作为一种磁存储介质,NAND Flash修改数据时不能覆写,必须先擦除才能重写,其数据擦除不是以单个的字节而是以一定大小的区块为单位,且每次擦除都会对半导体材质产生磨损,因此闪存介质具备有限的理论寿命。



固件专门针对闪存介质的特性设计,用以执行数据存储和维护,包括映射管理、数据纠错等,对固态硬盘的读写速度、数据安全以及使用寿命有重要的影响。伴随闪存向QLC及更高单元存储位数演进、3D堆叠层数持续提升,固态硬盘产品对固件的性能要求将持续提升。


新兴技术应用创新:AI&大数据应用增长,对存储设备具有刚性需求

从技术层次上看,人工智能产业链可以分为基础层、技术层和应用层,包括存储在内的数据服务位于基础层,对技术和应用进步起到支撑作用。



大数据产业与人工智能相辅相成,近年来以“流批一体化”和“湖仓一体化”为代表的大数据应用不断推陈出新,在提供更强大的数据分析能力的同时,对包括存储硬件在内的IT基础设施提出了更高的性能需求。


新兴技术应用创新:5G高速通信进一步刺激高速固态硬盘市场需求

目前我国5G用户数已经超过4亿,随着5G基础设施进一步完善以及5G网络资费进一步降价,我国的5G市场还有较大的渗透空间。从客户的角度看,5G带来了更快的数据传输速度和更低的时延;从互联网服务企业的角度来看,5G时代的连接数密度和流量密度都将出现10倍增长,从而对后台数据存储和处理能力提出更高的要求,固态硬盘——尤其是应用PCIe固态硬盘对互联网企业的需求刚性将进一步增强。


英特尔:深耕企业级存储市场,构建核心基础硬件生态

英特尔在CPU、服务器等核心IT基础设施领域具备全球领先地位,在IT硬件生态构建方面拥有充分的话语权。英特尔存储产线偏重企业级市场,傲腾、3D XPoint等核心技术具备市场领先地位。



英特尔为企业提供出色的存储解决方案,匹配客户低延迟、高耐用性、高服务质量、高吞吐量和高性价比的产品,在改善总体拥有成本的同时不断满足企业数字化业务的需求,让企业能够快速和灵活地存储、处理和管理用于数据分析、人工智能、高性能计算和其他工作负载的大量数据。202010月,英特尔将原NAND闪存及存储业务出售给海力士,将给全球存储行业格局带来一定变数。


三星:背靠全供应链闭环,打造一体化解决方案

三星在企业级SSD领域享有良好声誉,能够通过在供应链上的研发与控制能力,为企业客户提供高性能、高容量、高可靠性的固态硬盘产品及方案。


作为全球最大的半导体公司之一,三星在固态硬盘两类重要原材料NAND Flash以及DRAM市场都拥有全球领先的市占率,其3D NAND的技术创新也使三星在改进闪存技术方面更进一步,其闪存容量、性能、扩展性等更加符合企业日益增长的数据处理和存储系统需求。同时,三星在主控、模组等固态硬盘关键上游领域均拥有多年的技术和市场积累,构建了自主的全供应链闭环。


长江存储:国产NAND Flash解决方案提供商

长江存储科技有限责任公司成立于20167月,是国内专注于3D NAND闪存设计制造一体化的IDM集成电路企业,为全球合作伙伴供应3D NAND闪存晶圆及颗粒,嵌入式存储芯片以及消费级、企业级固态硬盘等产品和解决方案,广泛应用于移动通信、消费数码、计算机、服务器及数据中心等领域。



201710月,长江存储通过自主研发和国际合作相结合的方式,成功设计制造了中国首款3D NAND闪存。2018年,长江存储携创新型Xtacking架构,进军高门槛的NAND闪存产业,并于20199月正式量产搭载了Xtacking架构的64TLC 3D NAND闪存。长江存储以创新技术作为发展力,致力于成为全球领先的NAND闪存解决方案提供商。


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