受供應(yīng)鏈緊張及個(gè)人電腦整機(jī)出貨量拉伸，2021年全球SSD(SolidStateDisk或SolidStateDrive，固態(tài)硬盤)出貨量達(dá)4億塊，總價(jià)值高達(dá)340億美元(均價(jià)85美元)。然而，在2022年消費(fèi)電子需求疲軟的趨勢(shì)下，全球PC出貨量約為2.92億臺(tái)，同比下降16.3%;全球SSD出貨量3.52億塊，總價(jià)值290億美元(均價(jià)82.4美元)，同比上年分別下跌了約12%、15%。BRYesmc

　　不過，隨著大容量存儲(chǔ)和高性能存儲(chǔ)需求的增長(zhǎng)，SSD在筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)上的搭載率進(jìn)一步提升。預(yù)計(jì)到2025年，全球僅消費(fèi)級(jí)SSD出貨量將達(dá)約3.8億塊。到2028年，全球SSD出貨量將達(dá)4.72億塊，總價(jià)值670億美元，均價(jià)142美元，相比2022年分別增長(zhǎng)34.1%、1.31倍、72.2%。BRYesmc

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圖1 存儲(chǔ)主控芯片主要類型及其特點(diǎn)BRYesmc

　　SSD市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)帶動(dòng)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主控芯片的市場(chǎng)需求。BRYesmc

　　據(jù)CFM閃存市場(chǎng)報(bào)告顯示，2021年全球SSD控制器芯片總出貨量約4.08億顆。2022年，鑒于消費(fèi)電子等下游需求下降等因素，全球主控芯片出貨量有所下降，但2023-2025年將逐步企穩(wěn)并持續(xù)增長(zhǎng)。同期，中國SSD市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)張將推動(dòng)其本土SSD主控芯片需求的持續(xù)增長(zhǎng)。BRYesmc

　　目前，在SSD市場(chǎng)主要有兩大類供應(yīng)商，一類是NAND集成設(shè)備制造商(IDM)，另一類為第三方SSD制造商。前者向客戶和企業(yè)市場(chǎng)銷售自有品牌的驅(qū)動(dòng)器，后者作為第三方則從IDM購買NAND晶圓或NAND芯片并制造自己的驅(qū)動(dòng)器。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年NAND集成設(shè)備制造商占整個(gè)SSD市場(chǎng)的82%，而該市場(chǎng)主要由三星、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光、SK海力士和Solidigm領(lǐng)導(dǎo)。第三方市場(chǎng)則由金士頓、希捷和威剛等廠商主導(dǎo)。BRYesmc

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主控芯片是存儲(chǔ)器的大腦，負(fù)責(zé)調(diào)配存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)空間與速率，在存儲(chǔ)器中與存儲(chǔ)芯片搭配使用。因此，存儲(chǔ)主控芯片品質(zhì)優(yōu)劣和廠商技術(shù)實(shí)力，直接影響到存儲(chǔ)產(chǎn)品的品質(zhì)和性能。BRYesmc

　　在控制器市場(chǎng)，大多數(shù)IDM制造商都具備自主SSD控制器設(shè)計(jì)能力，其芯片主要用于自有品牌的固態(tài)硬盤或由其附屬品牌銷售的固態(tài)硬盤，例如美光的Crucial品牌。另一方類則是由慧榮科技(SiliconMotion)、群聯(lián)(Phison)、美滿電子(Marvell)、聯(lián)蕓科技(Maxio)等廠商所主導(dǎo)的獨(dú)立SSD控制器供應(yīng)商構(gòu)成，這類廠商為IDM和第三方SSD制造商提供存儲(chǔ)主控芯片。BRYesmc

圖2：大多數(shù)IDM制造商都具備自主SSD控制器設(shè)計(jì)能力BRYesmc

　　SSD主控芯片市場(chǎng)或面臨調(diào)整

　　據(jù)CFM統(tǒng)計(jì)，在2021年全球獨(dú)立SSD主控廠商中，慧榮科技出貨量超過1億顆，市占率達(dá)到57.69%，為最大提供商，尤其是在消費(fèi)級(jí)SSD主控芯片市場(chǎng)占有率最高。年報(bào)信息顯示，慧榮科技在高端PCOEM市場(chǎng)的消費(fèi)級(jí)SSD主控芯片占其全部SSD主控芯片出貨量比重，已由2021年不足50%增至2022年超過2/3，其客戶不乏像聯(lián)想、戴爾等國際一線IT大廠。BRYesmc

　　另一原來的存儲(chǔ)主控大廠，美滿電子已轉(zhuǎn)型成重要的企業(yè)級(jí)SSD主控芯片提供商，其企業(yè)級(jí)SSD主控芯片主要應(yīng)用于服務(wù)器及數(shù)據(jù)中心相關(guān)存儲(chǔ)領(lǐng)域。CFM數(shù)據(jù)顯示，2021年美滿電子SSD主控芯片出貨量略低于聯(lián)蕓科技。BRYesmc

　　此外，作為中國內(nèi)地主要存儲(chǔ)主控芯片供應(yīng)商之一，聯(lián)蕓科技相關(guān)產(chǎn)品出貨量亦相當(dāng)可觀。根據(jù)聯(lián)蕓科技IPO資料披露，2021年其SSD主控芯片總出貨量為2,700.85萬顆，全球占比為6.62%，其中消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、企業(yè)級(jí)出貨量分別為2,473.19萬顆、215.08萬顆、12.58萬顆，對(duì)應(yīng)全球市占比分別為7.23%、14.13%、0.25%。BRYesmc

表1：5家SSD主控芯片廠的出貨量和營(yíng)業(yè)收入BRYesmc

　　從目前的行業(yè)現(xiàn)狀來看，市場(chǎng)格局基本較為穩(wěn)固，但是行業(yè)正受到一定擾動(dòng)，因?yàn)檫~凌科技(MaxLinear)正在尋求收購慧榮。交易案一旦落地，新公司將擁有一個(gè)高度多元化的技術(shù)平臺(tái)，其將在寬帶、連接、基礎(chǔ)設(shè)施和存儲(chǔ)終端市場(chǎng)擁有巨大的影響力。屆時(shí)，新公司的估值將達(dá)80億美元，年度營(yíng)收有望突破20億美元，總潛在市場(chǎng)價(jià)值大約會(huì)翻一倍，達(dá)到150億美元，并有望進(jìn)入無晶圓半導(dǎo)體供應(yīng)商前十名。BRYesmc

　　然而，就在該交易信息宣布后不久，群聯(lián)首席執(zhí)行官潘健成曾指出，以歷年IC設(shè)計(jì)廠商被并購案情況來看，通常被并購企業(yè)在2年后，包括公司組織和內(nèi)部人員都面臨很大變化。其言下之意，這起交易將對(duì)原廠、客戶、模塊開發(fā)等整個(gè)產(chǎn)業(yè)而言，未來將會(huì)帶來洗牌的可能——該廠商可能將流失一部分客戶，而其他廠商或借機(jī)獲取部分新客戶。BRYesmc

　　盡管該交易不受任何融資條件的限制，但有待滿足慣例成交條件，其中包括中國國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局(SAMR，市場(chǎng)監(jiān)管總局)的反壟斷批準(zhǔn)。邁凌科技和慧榮科技雖無法確定地預(yù)測(cè)SAMR審查的時(shí)間長(zhǎng)度，但預(yù)計(jì)SAMR將在2023年第二或第三季度甚至更晚時(shí)間做出最終決定。不過，按照經(jīng)修訂的美國“HSR法案”要求，如果交易未在2023年6月27日之前完成，雙方將需要根據(jù)法案重新提交文件。BRYesmc

　　財(cái)報(bào)顯示，2022年慧榮科技全年?duì)I收約為9.46億美元，較2021年微增3%，毛利率為50.2%，稅后凈利2.14億美元，每單位稀釋之美國存托準(zhǔn)證盈余6.36美元(約新臺(tái)幣198元)。在該公司2022年全年?duì)I收中，SSD控制器、eMMC+UFS控制器、SSD解決方案三大類產(chǎn)品的占比區(qū)間分別維持在45-50%、35-40%、5-10%。BRYesmc

　　存儲(chǔ)主控芯片專用技術(shù)

　　固態(tài)硬盤組成主要包括主控芯片、DRAM緩存和NAND閃存顆粒。其中主控芯片是固態(tài)硬盤的核心器件，負(fù)責(zé)與整機(jī)CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信以及NAND閃存顆粒數(shù)據(jù)管理。固態(tài)硬盤主控芯片與其配套固件(FW)一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)管理、NAND壞塊管理、NAND數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、NAND壽命均衡、垃圾回收以及數(shù)據(jù)加解密等功能，直接關(guān)系到固態(tài)硬盤的性能、可靠性、穩(wěn)定性和安全性。BRYesmc

　　SSD主控芯片的關(guān)鍵核心指標(biāo)是性能參數(shù)，包括順序讀寫速率(SR/SW)以及隨機(jī)讀寫速率(RR/RW)。其中隨機(jī)讀寫速率單位為IOPS( Input/Output Operations Per Second )，即每秒完成的IO請(qǐng)求數(shù)，是衡量固態(tài)硬盤對(duì)小文件讀寫能力的指標(biāo)，該數(shù)值越高，代表小塊數(shù)據(jù)讀寫命令的響應(yīng)次數(shù)越多，固態(tài)硬盤性能越好;順序讀寫速率也稱吞吐量，單位為MB/s，即每秒讀寫命令完成的數(shù)據(jù)傳輸量，用于衡量固態(tài)硬盤大塊數(shù)據(jù)的讀寫能力，該指標(biāo)數(shù)值越高越好。BRYesmc

　　根據(jù)聯(lián)蕓科技披露文件顯示，目前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主控芯片相關(guān)的核心技術(shù)包括通用IP、芯片設(shè)計(jì)量產(chǎn)技術(shù)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主控芯片專用技術(shù)。其中，通用IP包括先進(jìn)糾錯(cuò)碼、協(xié)議控制器、數(shù)據(jù)安全、高速接口IP等;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主控芯片專用技術(shù)包括固態(tài)存儲(chǔ)主控SoC架構(gòu)、AgileECC閃存信號(hào)處理技術(shù)、閃存專用處理器、閃存存儲(chǔ)低功耗管理技術(shù)、閃存存儲(chǔ)固件架構(gòu)、存儲(chǔ)芯片數(shù)據(jù)安全技術(shù)、存儲(chǔ)芯片全數(shù)據(jù)通路端對(duì)端容錯(cuò)技術(shù)和SSD量產(chǎn)流程和工具設(shè)計(jì)。BRYesmc

表2：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主芯片通用IP及專用技術(shù)BRYesmc

　　目前，按照SSD技術(shù)和市場(chǎng)門檻高低，大致可分為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、企業(yè)級(jí)三大類，而對(duì)應(yīng)的控制器(芯片)成本也是由低到高。從各自特點(diǎn)來看，消費(fèi)級(jí)SSD主控芯片市場(chǎng)需求更大，其下游終端產(chǎn)品主要面向零售渠道及個(gè)人用戶，市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻相對(duì)較低;工業(yè)級(jí)SSD主控芯片市場(chǎng)和企業(yè)級(jí)SSD市場(chǎng)相對(duì)較小，這兩類下游終端產(chǎn)品基本不面對(duì)零售渠道及個(gè)人用戶市場(chǎng)需求，市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻相對(duì)較高。BRYesmc

表3：消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、企業(yè)級(jí)SSD主控芯片參數(shù)對(duì)比BRYesmc

　　目前，在固態(tài)硬盤形態(tài)上，其外形尺寸從傳統(tǒng)的2.5寸盤到M.22280/2242/2230，BGASSD(一種嵌入式固態(tài)驅(qū)動(dòng)器解決方案)。未來，隨著對(duì)大容量、高速度、高集成固態(tài)硬盤的要求越來越高，對(duì)于固態(tài)硬盤主控芯片體積要求也愈發(fā)嚴(yán)苛，并需要簡(jiǎn)化外圍電路。同時(shí)，考慮到搭載固態(tài)硬盤移動(dòng)設(shè)備的續(xù)航能力正成為用戶的關(guān)注點(diǎn)，主控芯片在開發(fā)中也越來越重視降低功耗和提升能效。BRYesmc

　　此外，從市場(chǎng)規(guī)模來看，據(jù)CFM閃存市場(chǎng)報(bào)告顯示，2021年全球SSD控制器芯片總出貨量約4.08億顆，其中，消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、企業(yè)級(jí)出貨量分別為3.42億顆、0.15億顆、0.51億顆，出貨量占比分別為83.86%、12.41%、3.73%。BRYesmc

　　PCIe與SSD

　　Non-VolatileMemoryExpress(NVMe)是一種通信協(xié)議，用于傳輸數(shù)據(jù)以在PCIe接口上運(yùn)行的NAND閃存中優(yōu)化存儲(chǔ)。新版本協(xié)議的引入以及新一代PCIe將促使SSD市場(chǎng)進(jìn)一步增長(zhǎng)。BRYesmc

　　盡管在2022年1月，負(fù)責(zé)制定PCIExpress(PCIe)標(biāo)準(zhǔn)的組織PCI-SIG宣布正式推出PCIe6.0規(guī)范，其帶寬和功效是PCIe5.0規(guī)范(32GT/s)的兩倍，同時(shí)提供低延遲和更少的帶寬消耗。同年，首款面向企業(yè)市場(chǎng)的PCIe5.0SSD發(fā)布。BRYesmc

　　但實(shí)際應(yīng)用中，依舊由PCIe4.0主導(dǎo)，PCIe6.0顯然還是“未來產(chǎn)物”。不過，據(jù)Yole預(yù)計(jì)，PCIe5.0將在2026年超越PCIe4.0。至于PCIe5.0客戶端SSD需求，首批商用驅(qū)動(dòng)器預(yù)計(jì)將在2023年底或2024年初投放市場(chǎng)。然而，鑒于消費(fèi)者需求疲軟，顯然到2028年之前，PCIe5.0SSD預(yù)計(jì)不會(huì)成為客戶端應(yīng)用最重要的產(chǎn)品。BRYesmc

表4：各版本PCIe主要參數(shù)BRYesmc

　　嵌入式存儲(chǔ)主控芯片

　　在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，嵌入式存儲(chǔ)與固態(tài)硬盤主控芯片都依賴于高效的SoC架構(gòu)來完成內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸和管理。兩種芯片除了前端協(xié)議仍有差別，其他技術(shù)要求趨同。如在前端模塊方面，嵌入式存儲(chǔ)是遵循eMMC或者UFS接口協(xié)議和主機(jī)進(jìn)行通信，固態(tài)硬盤主控芯片采用SATA或者PCIE接口進(jìn)行主機(jī)命令交互。兩者當(dāng)前可以共享閃存接口專用處理器以及信號(hào)處理算法等技術(shù)。BRYesmc

　　不過，與固態(tài)硬盤主控芯片不同的是，嵌入式存儲(chǔ)主控芯片基于其特有的業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景，具備低功耗、小體積等特點(diǎn)，但其對(duì)數(shù)據(jù)寫入量要求相對(duì)不高。BRYesmc

圖2：UFS2.1與UFS3.1讀取與寫入速度對(duì)比BRYesmc

*注：圖中數(shù)值為JEDEC提的UFS2.1(JESD220c標(biāo)準(zhǔn))和UFS3.1(JESD220e標(biāo)準(zhǔn))接口速度在理論上的最大性能BRYesmc

　　作為eMMC的換代產(chǎn)品，UFS具有更高的存儲(chǔ)性能和傳輸速率，其目前已成為高端智能手機(jī)的主流選擇，并開始逐步向中低端產(chǎn)品及汽車等領(lǐng)域滲透。同時(shí)，隨著技術(shù)的發(fā)展，嵌入式存儲(chǔ)正從UFS2.1向UFS3.1轉(zhuǎn)變,在滿足低功耗、小體積的同時(shí)，對(duì)性能的要求越來越高。此外，隨著存儲(chǔ)需求的不斷發(fā)展，嵌入式存儲(chǔ)的容量也從32GB/64GB發(fā)展到目前的256GB/512GB/1TB，未來其容量有望進(jìn)一步得到擴(kuò)充。BRYesmc