近期,SSD主控芯片的動(dòng)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(jì) 2022 年下半年量產(chǎn)。
而與此同時(shí),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(jì)算、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等需求的帶動(dòng)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(jì)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(gè)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(gè)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%?!?/p>
而今年開年,SSD閃存芯片價(jià)格下跌的同時(shí),主控芯片卻宣布了漲價(jià)。國內(nèi)SSD主控芯片企業(yè)得一微發(fā)布了漲價(jià)通知,宣布對旗下的嵌入式主控芯片漲價(jià),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(cuò)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(cuò)的性能和低廉的價(jià)格為主要特點(diǎn),整體較為平衡。群聯(lián)主控性價(jià)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(gè)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(shí),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(jì)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(bào)告。
聯(lián)蕓科技則是國內(nèi)SSD主控的一個(gè)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(shí)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(jià)比成為主流,同時(shí)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(jì)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(gè)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(shí)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(jì)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(shí)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(dòng)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。