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SSD主控芯片的未來戰(zhàn)場

2022-06-20
來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
關(guān)鍵詞: SSD 芯片 處理器 半導(dǎo)體

近期,,SSD主控芯片的動態(tài)頻頻。憶芯流片高性能企業(yè)級PCIe4.0 SSD主控芯片STAR2000,,該芯片基于12nm工藝,,含50億晶體管;華存研發(fā)出國內(nèi)首顆 PCIe5.0 SSD存儲主控芯片,,預(yù)計 2022 年下半年量產(chǎn),。

而與此同時,全球第一大SSD主控芯片廠商慧榮尋求出售,。在5月份,,慧榮科技與MaxLinear共同宣布,由MaxLinear依約透過現(xiàn)金與股票交易的方式收購慧榮科技,。

SSD主控芯片市場風(fēng)雨欲來,。

火熱的SSD主控芯片

回顧2021年SSD的主控市場,全球SSD主控芯片出貨量為4.19億顆,,較2020年3.85億顆,,年度增長8.83%。

在云計算,、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等需求的帶動下,,服務(wù)器市場不斷擴(kuò)張,隨之帶來的是SSD越來越受到歡迎,。中國企業(yè)級SSD呈現(xiàn)高增長態(tài)勢,,根據(jù)預(yù)測2022、2023年中國企業(yè)級SSD市場規(guī)模同比增長37%,、28%,,于2025年達(dá)到489億元人民幣。

作為SSD的三大件之一,,主控芯片的作用不言而喻,。SSD的主控芯片本質(zhì)上是一顆小型處理器,主控芯片的好壞直接決定了固態(tài)硬盤的實(shí)際體驗(yàn)和使用壽命,,不同架構(gòu),、核心晶體管數(shù)量的多少、頻率的高低都會影響主控的性能,。

目前固態(tài)硬盤的主控主要分為兩大陣營:一類是各存儲原廠,,諸如三星,、Intel、美光等巨頭基于IDM生產(chǎn)模式生產(chǎn),,其中三星的主控自產(chǎn)自銷,,基本不單獨(dú)出售主控。另一類是Fabless廠商,,例如Marvell,、慧榮及群聯(lián)電子。

從全球控制芯片市場來看,,三星占據(jù)約45%的市場份額,;慧榮科技、群聯(lián)電子,、 Marvell等廠商,,合計占據(jù)約40%的市場份額。

去年第三季度開始,,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈瀕臨供應(yīng)鏈斷裂與缺貨危機(jī),,各個大廠也在面臨產(chǎn)能危機(jī)問題。隨著需求持續(xù)增加,,某些渠道商與傳統(tǒng)產(chǎn)品代理商為了加速獲利開始囤貨,,最終給整個產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的沖擊。

但隨著SSD主控芯片的需求劇增,,相關(guān)主控芯片廠商業(yè)績也有所增加,。慧榮科技總經(jīng)理茍嘉章也曾表示:“主控芯片供貨的缺口很大,,深圳的主力客戶們2021年的業(yè)績都比上一年成長了50%-100%,。”

而今年開年,,SSD閃存芯片價格下跌的同時,主控芯片卻宣布了漲價,。國內(nèi)SSD主控芯片企業(yè)得一微發(fā)布了漲價通知,,宣布對旗下的嵌入式主控芯片漲價,而且漲幅一次就有50%,。

SSD主控芯片玩家

2021年,,海外SSD主控芯片廠商全球出貨量占比89.67%,本土SSD主控芯片廠商全球出貨量占比10.33%,。隨著市場需求的增加,,國內(nèi)SSD主控廠商正在大力崛起。目前大陸在做SSD控制器的廠商多達(dá)三四十家,,從數(shù)量上看已經(jīng)超越了美系,、臺系的品牌,。這數(shù)十家的新興勢力加上中國臺灣和美國等地方的廠商,毫無疑問,,一場SSD主控爭奪戰(zhàn)正式開打,。

Marvell性能較好,一直是主控市場上性能的佼佼者,,其SSD控制器基于NAND Edge LDPC引擎,,支持在企業(yè)和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心環(huán)境中使用高性能和大容量的SSD,并兼容TLC,、QLC和SLC存儲器,,數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)糾錯能力領(lǐng)先。

慧榮和群聯(lián)是臺系主控代表,,慧榮是全球最大的NAND Flash控制芯片供應(yīng)商,,也是第一大SSD主控芯片出貨商,其主控以不錯的性能和低廉的價格為主要特點(diǎn),,整體較為平衡,。群聯(lián)主控性價比好,中低端市場有優(yōu)勢,。

而大陸廠商中,,得一微、國科微,、華存,、華瀾微、憶芯科技,、聯(lián)蕓科技,、得瑞都是SSD主控廠商的一員。

國科微是國內(nèi)SSD主控唯一一家通過國密國測雙認(rèn)證,、首個芯片級自主原創(chuàng)測評通過者,。2015年,推出自主研發(fā)GK21系列SSD主控,,已量產(chǎn)了四代,。據(jù)其披露, SSD主控已與龍芯,、鯤鵬,、飛騰、麒麟等國產(chǎn)軟硬件平臺實(shí)現(xiàn)全面適配,,并以固態(tài)硬盤的形態(tài)在長城,、聯(lián)想、曙光,、浪潮,、同方,、百信等國內(nèi)主流整機(jī)企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。

華瀾微電子是我國首顆SATA接口SSD主控芯片推出者,。華瀾微已推出一系列的SSD主控芯片,,涵蓋SATA接口和PCIe接口。官方信息披露,,華瀾微SATA3 SSD控制器單月出貨突破30萬套,。同時,華瀾微也擁有基于自家主控芯片的SSD解決方案,,可提供給客戶采用,。

憶芯科技由原Memblaze的芯片開發(fā)部拆分而成立,初始目標(biāo)是設(shè)計高性能企業(yè)SSD控制器,。最近憶芯科技集中發(fā)力企業(yè)級SSD主控芯片,,其高端企業(yè)級PCIe Gen4 SSD主控芯片STAR2000即將推出。下一代PCIe Gen5的產(chǎn)品憶芯科技已經(jīng)開始預(yù)研,,DPU的應(yīng)用在加速落地,。

得一微在2019年全面進(jìn)軍固態(tài)存儲主控市場,從消費(fèi)級到企業(yè)級,,從SATA到PCIe,。其消費(fèi)級產(chǎn)品主要是SATA SSD主控芯片,以及PCIe3主控芯片已經(jīng)量產(chǎn),,明年會有企業(yè)級PCIe3產(chǎn)品上市,。目前從得一微的規(guī)劃來看,消費(fèi)級PCIe4研發(fā)已基本完成,,企業(yè)級PCIe4和PCIe5產(chǎn)品也將同步進(jìn)行研發(fā),。值得注意的是,在今年3月得一微開始IPO并完成上市輔導(dǎo)備案報告,。

聯(lián)蕓科技則是國內(nèi)SSD主控的一個重要玩家,。聯(lián)蕓科技推出一系列PCIe接口固態(tài)硬盤(SSD)控制芯片和解決方案,其SSD控制芯片支持所有主要NAND Flash原廠的MLC,、TLC及QLC NAND Flash,,同時支持最先進(jìn)的安全協(xié)議,支持SM2,、SM3、SM4,、AES256,、SHA256、RSA2048加解密安全算法,。PCIe接口SSD控制芯片可全面覆蓋消費(fèi)級,、工業(yè)級以及企業(yè)級應(yīng)用SSD產(chǎn)品中,,大幅度提升設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性,、性能和安全性,。

去年國內(nèi)本土SSD廠商主控芯片原廠出貨量快速增長,并被全球主流SSD模組和品牌廠商所接受,。整體上看,,國內(nèi)的SSD主控芯片已可實(shí)現(xiàn)低端替代,并向中高端邁進(jìn),。

SSD主控未來主戰(zhàn)場在哪

這些年SSD主控市場風(fēng)云變幻,,美國公司是SSD主控行業(yè)的先驅(qū),但是日漸衰落,,隨之而起的中國臺灣公司憑借更好的性價比成為主流,,同時大陸市場上也崛起了多家SSD主控廠商,正在成為SSD主控第三波的主戰(zhàn)場,。

但是SSD隨著NAND閃存正式進(jìn)入3D制程發(fā)展,,主控芯片的設(shè)計愈加復(fù)雜、門檻也越來越高,。對相關(guān)新入者來說,,這是一個挑戰(zhàn)。

PCIe接口SSD主控距離量產(chǎn)尚有距離

國產(chǎn)SATA接口SSD主控器已達(dá)到了國際先進(jìn)水平,,但在PCIe方面大陸仍有很長的一段路要走,。盡管國內(nèi)有多家國產(chǎn)SSD主控器廠商宣布推出研發(fā)PCIe接口SSD主控器,但實(shí)際量產(chǎn)仍然較少,。SSD主控器研發(fā)的成功與否于是否能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)并非同一件事,。

華存電子今年宣布了自主研發(fā)出國內(nèi)首顆PCIe5.0 SSD存儲控制芯片,并于4月底在臺積電成功流片,。但當(dāng)時主要還處于樣品和小規(guī)模試產(chǎn)階段,,要達(dá)到規(guī)模量產(chǎn)程度還需求較長路要走,華存也預(yù)計將于今年下半年投入量產(chǎn),。

SSD主控器研發(fā)技術(shù)難度更需要綜合考慮SSD主控器研發(fā)難度,、與之適配的固件研發(fā)難度、大規(guī)模量產(chǎn)研發(fā)難度等整體難度,。國產(chǎn)PCIE接口SSD主控器與國際先進(jìn)水平相比還有較大的差距,。

并且,SSD主控的量產(chǎn)還需要于不同廠商的NSND閃存顆粒進(jìn)行搭配,。SSD產(chǎn)業(yè)鏈中NAND原廠的話語權(quán)最高,,不同廠商的NAND閃存顆粒特性差異較大,同一廠商N(yùn)AND顆粒制程不同,,產(chǎn)品差異性也非常大,。而目前掌握NAND閃存顆粒核心技術(shù)的廠商中,,三星、鎧俠,、美光,、SK海力士、西部數(shù)據(jù),、英特爾這六家長期壟斷者全球95%以上的份額,。實(shí)力非常小的國產(chǎn)SSD主控器廠商,很難獲得這些原廠支持,,也就很難實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),。

部分企業(yè)核心IP從國外授權(quán)/購買使用許可

如果從國產(chǎn)的角度看,國內(nèi)目前的SSD控制器實(shí)際上并非“全國產(chǎn)”,。即使是國產(chǎn)的控制器其中的核心IP也是從國外授權(quán)或者購買使用許可的,。SSD主控芯片架構(gòu)主要基于ARM架構(gòu),也有部分SSD廠家采用RISC架構(gòu),。由于IP掌握在別人手中,,因此,在成本上面沒有競爭力,,在技術(shù)演變發(fā)展方面也是被制約的,。

總的來講,中國不缺芯,,缺的是高端芯片的生產(chǎn)能力,。眾所周知,芯片行業(yè)的發(fā)展需要長時間的創(chuàng)新研發(fā)積累,。截止目前SSD主控器依舊是一款高技術(shù)門檻的集成電路芯片,。隨著國內(nèi)創(chuàng)新大環(huán)境不斷活躍,中國SSD芯片行業(yè)也需要主動抓住市場優(yōu)勢,,利用政策,、資金、人才等優(yōu)勢,,著力強(qiáng)化自身,。國產(chǎn)化才是唯一出路。

當(dāng)前,,全球范圍內(nèi)SSD主控制造能力仍集中在少數(shù) IT 巨頭及芯片代工廠手中,,國內(nèi)廠商出產(chǎn)的主控更多集中于消費(fèi)級產(chǎn)品,而企業(yè)級 SSD 主控主要由三星,、英特爾,、美光等國際巨頭壟斷。但隨著中國企業(yè)級SSD市場不斷增長,企業(yè)級SSD無疑是繼消費(fèi)級之后的又一條出路,。

國產(chǎn)SSD主控芯片迎來新的戰(zhàn)場。




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