BGA SSD市场现状分析及发展前景

BGA SSD市场现状分析及发展前景 一、 半导体存储器介绍 现代社会被称为信息社会，信息技术渗透到经济、产业、服务领域的所有部门，信息化产业在国民经济中占有的比重越来越大。数据作为数字经济和信息社会的核心资源和关键生产要素，其安全存储、可靠传输与管理、高效分析与利用变得至关重要。半导体存储器作为目前最主流的数据存储和数据交换设备，以半导体电路为存储介质，具有体积小、存储速度快、存储密度高等优点，被广泛应用于各类电子信息产品中。半导体存储器按照介质分类可主要分为DRAM和DFLASH。其中，DRAM属于挥发性介质，断电后数据无法保存，通常用于计算机或电子设备的内存，可直接与CPU进行连接，无需搭载存储控制芯片;DFLASH属于非挥发性介质，断电后数据能够保存，通常用于计算机或电子设备的固态硬盘、嵌入式及扩充式存储器，需搭载存储控制芯片。 DFLASH存储器产品（以下简称存储器产品）主要由存储控制芯片和DFLASH存储颗粒（以下简称存储颗粒）等部件组成。其中，存储颗粒主要负责数据存储，存储控制芯片主要用于管理存储颗粒中数据的写入、读取与擦除，并与终端应用客户选用的各类外部计算机或电子设备（以下简称主机）CPU进行通信和数据交换。 二、 半导体存储器行业现状及趋势 半导体存储器一般指半导体集成存储器，用半导体集成电路工艺制成的存储数据信息的固态电子器件。它由大量相同的存储单元和输入、输出电路等构成。按功能的不同，半导体存储器可分为随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和串行存储器三大类。 三、 存储控制芯片的重要性 存储控制芯片是存储器产品核心部件之一，起到中枢控制和管理调度的作用，是存储器产品的处理器，也是存储颗粒快速商业化落地的关键因素。存储单元（bitcell）是存储颗粒中的最小单位，其器件特性往往会导致存放在存储颗粒中的数据因挥发而产生数据错误或数据丢失。存储控制芯片能够通过数据存储管理和数据纠错，有效降低上述数据错误或数据丢失的概率，增强存储颗粒使用时的可靠性。同时，存储控制芯片能够对数据在存储单元间进行有效分配并优化其利用效率，控制存储颗粒的擦除和读写管理，并通过灵活分配和调度以实现存储颗粒的均衡使用，有效延长存储颗粒的使用寿命，提高存储颗粒的数据存储性能。此外，终端应用客户在设计各类主机时，产品功能及应用场景各不相同，所采用的不同类型存储协议组合及其协议版本也有较大差异。存储协议约定了主机与存储器产品的通信交互和数据传输规则，而存储控制芯片可通过处理各类不同存储协议并根据不同存储颗粒的特点确定合适的数据管理方式，进而提高主机通信稳定性和数据传输效率，降低存储颗粒开发的复杂度，使得存储颗粒厂无需在设计存储颗粒时考虑不同应用场景下存储协议的适配。 由于存储控制芯片具有对存储颗粒的多通道并行管理能力，单颗存储控制芯片可控制、管理和调度多颗存储颗粒，并以增加同时管理的通道数量或存储颗粒数量的方式扩展存储器产品的整体容量。目前，存储器产品的结构通常由单颗存储控制芯片和一到多颗存储颗粒组成。 当存储器产品使用多颗存储颗粒或单颗粒容量变大时，存储控制芯片成本在存储器产品总成本的占比可能相对下降;但存储器产品对存储控制芯片控制和调度能力要求也显著提高，存储控制芯片的技术难度、产品附加值及产品价格也会同步提升。 四、 下游应用前景及趋势 从产业链来看，目前，我国半导体存储器行业主要应用于智能手机、平板电脑、计算机、网络通信设备、可穿戴设备、安防监控、汽车电子等领域，其中多个细分市场需求爆发式增长，这将推动半导体存储器行业市场持续扩容。 （一）智能手机和平板电脑市场 近年来，在移动通信技术持续创新、移动互联网加速普及的背景下，智能手机和平板电脑行业作为半导体存储器行业下游最重要的细分市场之一，对其发展有重要的影响。近几年，我国智能手机行业出货量整体不断下降，但是随着5G换新及居民消费水平的提升，我国智能手机行业将从增量向存量方向发展，因此对半导体存储器的需求也将长期存在。 根据工信部数据显示，2021年中国智能手机出货量为3．43亿台，同比增长3．94%，市场出现回暖。同时，5G通信技术的发展极大提高了信息传输的速率，也带动了信息存储容量的扩增，未来5G手机的平均存储容量将进一步提升。 根据工信部数据显示，2021年中国智能手机出货量为3．43亿台，同比增长3．94%，市场出现回暖。同时，5G通信技术的发展极大提高了信息传输的速率，也带动了信息存储容量的扩增，未来5G手机的平均存储容量将进一步提升。同时，由于疫情带来在线办公和娱乐等需求增加，推动平板电脑市场需求增加。根据数据显示，2021年，中国平板电脑出货量达到0．28亿台。 （二）可穿戴设备市场 智能可穿戴设备是综合运用各类识别、传感、数据存储等技术实现用户交互、生活娱乐、人体监测等功能的智能设备，而半导体存储器是可穿戴设备的重要组成部分，很大程度上影响穿戴设备的性能、尺寸和续航能力。随着智能可穿戴设备行业在各垂直领域应用程度的加深，智能可穿戴设备行业将持续扩容，可穿戴设备对存储器的需求也将显著增长。根据数据显示，2021年，中国可穿戴市场出货量近1．4亿台，同比增长25．4%。 智能可穿戴设备是综合运用各类识别、传感、数据存储等技术实现用户交互、生活娱乐、人体监测等功能的智能设备，而半导体存储器是可穿戴设备的重要组成部分，很大程度上影响穿戴设备的性能、尺寸和续航能力。随着智能可穿戴设备行业在各垂直领域应用程度的加深，智能可穿戴设备行业将持续扩容，可穿戴设备对存储器的需求也将显著增长。根据数据显示，2021年，中国可穿戴市场出货量近1．4亿台，同比增长25．4%。 （三）智能汽车市场 随着智能化程度的不断加深、国家政策扶持力度的不断加大以及相关技术的日趋成熟，汽车正逐步完成由交通工具到移动终端的转变，同时也给存储行业带来新的市场机遇。根据相关资料可知，2020年，中国智能网联汽车数量超千万辆，约为1306万辆，产业正处于加速发阶段。 随着智能化程度的不断加深、国家政策扶持力度的不断加大以及相关技术的日趋成熟，汽车正逐步完成由交通工具到移动终端的转变，同时也给存储行业带来新的市场机遇。根据相关资料可知，2020年，中国智能网联汽车数量超千万辆，约为1306万辆，产业正处于加速发阶段。 五、 行业未来发展趋势 存储颗粒由于受器件特点等因素影响，可靠性随着使用时间的增加而逐渐降低。存储控制芯片作为存储器产品不可或缺的组成部分，可实现存储颗粒的均衡使用、有效延长存储颗粒的使用寿命、提高存储颗粒的数据存储性能。因此，存储控制芯片公司与存储颗粒厂、存储模组厂的紧密合作可加快新型颗粒及新型存储器产品的上市时间。由于DFLASH工艺制程、堆叠层数和架构快速升级，DFLASH技术难度越来越高，存储密度不断提高，使得存储颗粒中的数据错误或数据丢失的概率显著增加，使用寿命也快速下降。 随着云计算、大数据、人工智能的发展以及存储器产品的容量需求不断增加，半导体存储器也衍生了如计算型存储、分布式存储、基于新型存储颗粒和存储接口的持久内存等新型存储器产品形态，其对存储控制芯片的架构、功耗要求、对存储颗粒的多通道并行管理能力、数据安全等方面要求也相应变高，使得存储控制芯片在存储器产品的价值不断提高。 从机械硬盘（HDD）到固态硬盘（SSD）的演进与革新是计算机存储设备最重要的历史变革之一。由于机械硬盘系通过旋转盘片搜索数据，当读写速度超过一定量级时，就会出现噪音或功耗变大等物理临界问题。固态硬盘则是将数据存储于半导体电路内，采用数字方式驱动，取消了机械部件，功耗较低且运行过程中不会产生噪音，完全消除旋转和寻道的延迟，大幅提高数据处理速度，特别是在大吞吐率的随机读写性能上有数个数量级的提高。根据Wikibon和艾瑞咨询报告，在SSD存储器价格不断接近HDD存储器的趋势下，SSD存储器出货量于2020年首次超过HDD存储器，并持续加速替代进程，特别是在性能和能源使用效率要求高的应用场合已成为首选。 六、 行业下游分析 2019年之后，我国5G商用加速；2020年后新冠疫情居家线上办公、网课需求大增；加上疫情之后人们健康意识提高，外出运动等活动增加等，使得我国5G手机、平板电脑以及可穿戴设备等消费电子出货量逐年增长，进而拉动了我国存储芯片需求的持续旺盛，从而使得我国存储芯片市场规模2019年到2021年继续呈现逐年增长态势。 近年来，国家不断出台利好政策扶持新能源产业，新能源汽车行业也得以快速发展。我国新能源汽车的产量和销量稳步上升，在2021年更是出现大幅上升，产量和销量分别达到354．5万辆和352．1万辆。新能源汽车的蓬勃发展促进了汽车电子产业并同时带动存储芯片行业的发展。 按照存储介质的不同，现代数字存储主要分为光学存储器、磁性存储器和半导体存储器三类。光学存储器包括CD、DVD等。磁性存储器包含磁带、软盘、HDD硬盘等。半导体存储器是目前存储领域市场规模最大的存储器件。自上世纪40年代电子计算机问世以来，计算机存储设备随着其他硬件设备的发展和软件、数据量的不断增长处于持续的迭代更新中。整体来看，存储介质经历了磁-光-半导体的变化历程，带来了单位存储器容量的大幅上升、数据读写速度的跃升以及存储器单位物理体积的显著缩小。