全球及中国SSD模组及SSD主控芯片行业独立市场研究(摘要版) 报告提供的任何内容(包括但不限于数据、文字、图表、图像等)均系沙利文公司独有的高度机密性文件(在报告中另行标明出处者除外)。未经沙利文公司事先书面许可,任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容,若有违反上述约定的行为发生,沙利文公司保留采取法律措施,追究相关人员责任的权利。 目录 全球及中国SSD主控芯片行业概览3存储行业概览1全球及中国SSD模组行业概览2 全球数字经济快速增长,预计在2029年全球数字经济将进一步增长至78.1万亿美元;数字经济发展推动数据量爆发式增长,预计至2029年全球数据总量将超过500ZB,从而推动存储需求总量稳定增长 资料来源:信通院;IDC;沙利文研究 人工智能(AI)技术持续进步并且得到更加广泛的应用,预计至2029年全球及中国AI产业规模将分别达到20.2万亿元和3.4万亿元,2024年至2029年CAGR均超过30%;存储作为重要的AI基础设施,将持续受益于AI产业的快速增长 算力、算法、数据是推动AI技术发展的三大关键因素,数据在其中扮演的角色越来越关键,数据规模是AI模型训练的关键,数据吞吐速度是AI模型推理的关键,AI市场快速发展加速了存储市场的增长,并且催生了对新型存储技术和产品的增量需求,从而推动了存储技术和产品的创新和迭代 算力、算法以及数据是推动人工智能市场快速发展的重要因素: ➢算力:算力是人工智能模型训练和推理的基础,是实现人工智能技术规模化和商业化应用的前提;随着模型越来越复杂、参数规模呈指数级增长,对计算资源的需求也不断上升; ➢算法:算法是赋予人工智能具备模拟和超越人类智能的关键。算法的优化与创新,直接影响人工智能的学习效率、泛化能力和适应性。从早期的决策树、支持向量机,到深度神经网络、大语言模型,算法的演进不断推动人工智能在智能推荐、图像识别、语音交互、代理式任务执行等领域实现突破。优异的算法不仅提升模型表现,也能够大幅降低对数据量和算力的依赖,从而提高人工智能应用的可行性和经济性; ➢数据:AI模型能力提升本质上依赖大量高质量数据输入进行训练与持续优化,通过对数据的深度挖掘与模式识别,逐步提升其感知、理解和决策等任务的执行能力。因此,数据是训练人工智能模型不可或缺的关键要素,其规模、质量和多样性直接决定了模型的学习效果与智能水平。 •随着AI技术快速成熟,算力和算法设施已逐渐收敛甚至趋同•训练数据的体量对提升大模型的效果具有显著作用 目录 全球及中国SSD主控芯片行业概览3存储行业概览1全球及中国SSD模组行业概览2 SSD介绍:SSD(固态硬盘)是一种非易失性存储产品,属于半导体存储产品的一种,广泛应用于服务器、汽车、工业、PC等领域 •存储晶圆是半导体存储器的基本组成部分,根据是否易失的特征,可分为ROM和RAM两大类。•ROM包括Flash和MaskROM、PROM等其他类型的ROM。Flash可进一步被分为NANDFlash和NORFlash,其中NANDFlash主要应用于制作非易失性嵌入式存储、固态硬盘,以及包括了U盘、储存卡和移动固态硬盘等的移动存储。•RAM主要包括DRAM和SRAM,而DRAM可进一步被分为LPDDR、DDR,以及GDDR等其他类型的DRAM,其中LPDDR主要应用于制作易失性嵌入式存储,而DDR主要应用于制作内存条。 SSD组件介绍:SSD的核心是主控芯片,主控芯片通过算法来协调和运作以实现对SSD的管理;主控芯片为直接影响SSD整体存储性能的硬件;针对不同的闪存颗粒,主控芯片需要具备出色的适配性 •SSD的核心是主控芯片,其性能的好坏直接影响SSD整体的存储性能。主控芯片的主要功能包括:➢在前端,主控芯片负责接收外部发出符合协议的命令和相关数据。经SSD处理后,最终通过前端模块将命令状态或数据返回到外部操作系统。算法配合主控芯片确保SSD模组在不同系统或应用场景中的兼容性。➢在中端,主控芯片负责算法相关的工作。中端将前端接收到的数据,通过算法完成映射,将数据写入对应的闪存块位置,完成数据存储。读取时的流程与此相反,由算法按照地址确认数据在闪存中得位置,获取后返回外部操作系统。➢在后端,主控芯片负责通过协调算法调配闪存颗粒的负荷以确保不同区块的闪存颗粒在一定负荷下能协同工作。•不同的主控芯片间能力相差非常大,主控芯片的好坏直接决定了SSD的性能、寿命、可靠性及安全性。同时,主控芯片的研发需要其对不同厂商的闪存颗粒具备出色的适配性。 SSD模组产业链:相较于IDM模组厂商,第三方模组厂商更聚焦于细分应用场景的存储需求;针对不同的下游应用场景,SSD模组厂商需通过提供定制主控芯片等客制化服务,提高模组厂商的竞争力 SSD产业链分析 •SSD产业链上游的主要参者包括向第三方模组厂商提供设计工具、原材料及生产设备的供应商。•SSD产业链中游的主要参与者包括IDM模组厂商、第三方模组厂商和与第三方模组厂商共同研发生产SSD模组的主控芯片厂商、闪存颗粒厂商及缓存芯片厂商。 IDM厂商,又称垂直整合型厂商,具备独自设计、制造、封装测试、模组及整机制造SSD模组的能力。第三方模组厂商通过确认产业链下游存储产品的具体应用场景,开发存储芯片,与核心部件厂商进行沟通,定制符合下游应用场景需求的主控芯片、闪存颗粒等SSD主要部件。IDM模组厂商在产品应用领域,受限于前期投入成本较高等因素,为保证产品化成本,聚焦于主流的传统数据存储行业,如个人消费电子等头部数据存储行业。第三方模组厂商聚焦于细分行业的数据存储需求,如工业控制、汽车电子、安防监控等行业,以及主流行业中的小客户需求。主控芯片厂商向闪存颗粒厂商采购闪存颗粒,不断加强第三方模组厂商的布局。SSD模组厂商需布局不同接口的SSD产品以满足代际内产品规格随每年下游应用场景风向变化的需求。•SSD产业的下游的主要参与者是渠道商及系统厂商,并根据不同的应用场景,SSD可被分为消费级、企业级/数据中心级和包括车载,工业以及低空机器人等新兴行业的其他应用场景。•受疫情及国际贸易摩擦等因素的影响,全球供应链已从外延式扩张转换为各国开始更加重视供应链本土化发展的重要性。顺应全球大趋势和国家号召,SSD行业也开始更加重视产业链中各环节的本土化发展。 SSD应用领域:不同应用领域对SSD性能要求有不同的侧重,企业/服务器级场景下更看重稳定性,消费场景下更重性能 SSD主要下游应用场景 •SSD已广泛渗透至众多下游应用领域,包括但不限于笔记本电脑、台式电脑、数据中心服务器和工业控制系统等多个行业。根据不同的应用需求,这些领域被分为消费级、企业/服务器级、车载级、工业级以及其他应用。在这些分类中,消费级SSD的市场份额最高,而受到国内企业数字化转型和大数据算法广泛应用等利好因素,企业级/服务器级SSD的需求将呈现出最快的增长趋势。 •企业/服务器级SSD由于其用途和性能要求分为系统盘和大容量盘。其中系统盘通常用于储存储操作系统和应用程序,需要具备高性能和低延迟性。大容量盘通常用于存储大量的数据,如文件存储、数据库、数据分析等,对于大容量盘来说大数据容量是首要考虑的因素,其次是可靠性和稳定性。 •对于消费级应用而言,应用场景将更看重性能,而企业/服务器级应用场景下的SSD更注重稳定性,以支持数据中心的日常运作。 •SSD在车载场景下的车载信息娱乐系统、高级驾驶辅助系统、智能座舱系统等前装和后装领域,工业,低空飞行等领域均有应用。这体现了SSD广阔利用场景范围。在不同应用场景下,SSD需要具备对应的性能,更需通过相关的标准和认证,为相关领域提供更为可靠和安全的存储解决方案。 SSD主流接口类型:与SATA接口相比,PCIe接口具备更优性能,在对性能要求较高的应用场景中被首选使用,能有效提高系统的响应速度和整体处理能力 SSD总线接口技术对比 •目前SSD使用的主要接线口类型为SATA和PCIe,对于固态硬盘来讲,总线是计算机不同功能部件交互数据的通路。受益于传输效率更高的通信架构及更大的带宽,PCIe接口的综合性能优于SATA接口,但SATA具备成本更低的优势。 •通信架构对比:PCIe接口采用的通信架构为全双工模式,设备A和设备B之间是双向连接的。数据能够从设备A传输至设备B,同时也能接收从设备B传输至设备A的数据。两个PCIe设备间具备独立的发送和接受通道。SATA采用半双工模式。SATA在同一时间只有一条通道能够进行传输。当一条通道在发送数据时,另一条通道就不能接受数据。 •传输通道对比:与SATA的单通道不同,PCIe通过增加通道数扩展带宽,加快数据传输的速度。PCIe总线支持X1、X2、X4、X8和X16通道。通道数量越多带宽越高,数据传输的速度越快,但成本、占用空间和耗电也会随之增加。 •SATA接口技术自推出以来已经发展到了第三代,市面上广泛使用的SATA接口的SSD基本上都采用了SATA3.0。SATA3.0接口的最大特点是其吞吐量可达600MB/s,为广大用户提供了稳定而可靠的数据传输速率。 •PCIe接口按照不同代次有不同的性能表现.目前市面上主要采用的是PCIe 3.0和PCIe 4.0,PCIe4.0相比于PCIe3.0,为SSD性能的提升提供了强大动力。 •PCIe 5.0,作为更加先进的技术,已开始投产。随着技术的成熟和量产效应,预计未来PCIeSSD的成本将进一步降低,使得高性能存储技术更加普及。从PCIe 5.0开始,PCIeSSD将全面进入AISSD时代。 •目前各大SSD厂商都在对新一代的接口技术进行研发和测试,例如CXL以及PCIe 6.0。其中CXL(计算机快速连接)技术是一种开源的内存互联标准,能提高数据传输速度和效率。相较于PCIe5.0,PCIe6.0的单Lane传输速率将由32GT/S提升至64GT/S,传输速率大大提高,预计将在2027年出现在市场上。 资料来源:公开资料、沙利文研究 中国SSD市场发展趋势:SSD行业正迎来技术革新与广泛应用的双重机遇,接口技术的升级、AI SSD的发展以及对于HDD长尾市场的取代,共同推动着行业向更高性能、更低延迟和更广泛应用的未来发展 接口技术的升级与多元化应用场景的适配 •企业级应用场景强调数据的安全性、稳定性和高可用性,PCIe4.0、PCIe5.0及PCIe6.0接口凭借其出色的性能优势,越来越多地被企业级SSD采用,尤其是在需要处理大量数据分析、数据库管理和虚拟化技术的场合。同时,企业级应用还特别重视数据的保护和加密功能,新一代SSD主控芯片通过集成先进的加密协议来满足这一需求。未来,随着技术的发展,更加高效的数据压缩和去重技术也将被集成到SSD主控芯片中,以优化存储成本和提高数据处理效率 •在消费级市场,SATA接口曾长期占据主导地位,提供最高6Gbps的传输速度,适合大多数家用电脑和外接存储需求。随着用户对高速数据访问需求的增加,PCIe接口技术逐渐成为新的标准。PCIe3.0接口提供了更高的带宽(最高32Gbps),显著提高了数据传输速度,改善了游戏加载时间和系统启动速度等性能指标。未来,PCIe4.0和预期的PCIe5.0将进一步翻倍提升带宽,为高性能游戏、AIPC等高端消费级场景提供强大的支持 •接口技术的进步不仅推动了SSD性能的飞跃式发展,也促进了其在不同应用场景下的广泛应用。随着PCIe 5.0等更高性能的接口技术的推出和普及,未来SSD将在各个应用场景中发挥更加关键的作用,满足日益增长的数据存储和处理需求 AISSD的演进将释放未来存储市场新的利润空间 PCIe6.0技术的商业化量产与高速数据传输 •随着数据中心和高性能计算需求的迅猛增长,PCIe 6.0技术的商业化量产被视为下一步的技术革命,预计将极大推动SSD和整个计算行业的发展。PCIe6.0技术承诺提供双倍于PCIe5.0的带宽,达到每秒128GB