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报告介绍

行业市场崛起:2025年我国存储产业直接投资总额将超过万亿元规模-中金企信发布

 

报告发布方:中金企信国际咨询《全球及中国存储市场全景调研及投资建议可行性评估预测报告(2024版)-中金企信发布

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1.存储行业整体概况

数字经济是信息化发展的高级阶段,是继农业经济、工业经济之后更高级的经济社会形态。数据因具有可复制、可共享、无限增长和供给的禀赋,打破了传统要素有限供给对增长的制约,为持续增长和永续发展提供了基础与可能,已成为新的关键生产要素。据中金企信统计数据,2020年我国数字经济规模达到39.2万亿元,占GDP规模的比重由2005年的14.2%攀升至38.6%,2021年占比进一步提升,首次突破40%。“十四五”期间,我国数字经济有望维持年均约9%增速,预计2025年规模超过60万亿元。

与数据经济发展相匹配的是爆炸式增长的数据量。据预测数据,到2035年,全球每年产生的数据量预计将达到2,142ZB,约为2020年的45倍。根据中金企信的数据,中国整体数据量在2025年将达到48.6ZB,占全球数据圈规模的27.8%。

支持数字经济发展的三大基础技术包括计算、网络和存储,分别对应各类处理器(CPU、GPU等)、5G或下一代通信网络以及数据存储行业。计算技术方面,构成算力基础的核心芯片在近年来备受关注,我国已经推出龙芯、飞腾、申威等多颗国产CPU产品;网络方面,中国已在光纤、5G网络等方面走在世界的前列。而数据存储作为数字经济的基础支柱,将在制造业转型升级、产业链安全等方面扮演更加重要的角色。

2.存储行业的产业链概况

存储行业的产业链包括上游存储控制器芯片、存储介质,中游的存储模组,下游存储系统及解决方案。根据中金企信统计数据,2020年我国存储产业中上游存储控制芯片、存储介质的市场规模超过1,400亿元,中游及下游的存储模组、存储系统及应用服务的市场规模超过3,400亿元,到2025年我国存储产业直接投资总额将超过万亿元规模。

在存储行业产业链中,华澜微可以提供上游存储控制器芯片及其固件、中游固态存储模组、下游存储系统集成及解决方案,目前正在攻关企业级存储系统所必须的大数据硬盘阵列控制器芯片。

3.存储行业未来发展趋势

1)对更高性能接口的不懈追求是存储行业持续发展的主旋律

计算机高速接口用于实现计算机高速部件之间的物理连接、确保信息交换的数据格式一致性,是固态存储产品的基础核心技术。作为存储颗粒与主机进行数据传输的媒介,接口决定了两者之间的理论传输速度,并影响存储产品的物理形态和通信协议。数据量的爆发式增长,需要更大量的并发处理,更快速的数据访问,更智能的数据管理方式,推动业内不断研发更高性能接口的存储控制器芯片及存储模组产品。

在消费级应用领域,以USB、SATA、PCIe为代表的各接口,在进行不断的代际演进,以更好的适应不同场景的应用需求。截至目前,便携式存储产品已进入USB3.2Gen2(10Gbps)时代;消费类SSD也正在加速从SATA向PCIe演进。根据中金企信统计数据,在PCOEM市场,PCIe接口SSD的搭载量已达到80%。

在行业应用市场,一方面SATA/SAS接口的固态硬盘产品因其可靠性、稳定性、兼容性及大容量等方面的优势,仍然保持了稳定的市场份额;另一方面,各大厂商也加紧推出基于PCIe接口的产品。2019年以来,针对数据中心和企业级领域,三星、美光、英特尔等巨头陆续推出多款NVMePCIeSSD新品,企业级SSD现有的主流产品集中于PCIe3.0,PCIe4.0的产品目前处于市场导入阶段。2022年,部分主控厂商如微芯(Microchip)、慧荣科技(SMI)开始推出支持PCIe5.0协议的产品,但尚未达到成熟稳定应用的条件。

2)存储颗粒工艺技术的提升带动单位存储成本下降,对存储控制技术提出了更高的要求

存储模组的主要原材料NANDFlash在发展过程中逐渐由平面结构升级为三维架构,通过工艺技术的提升,可以逐渐增加存储单元的层数,实现在单位面积下更高的存储容量。同时,存储控制器存储密度也跟随技术的发展不断前进,最新的QLC颗粒每个存储单元可以存储4bit数据。堆叠层数和存储密度的提升,在增加NANDFlash单位存储容量的同时降低了每单位的存储成本,进一步刺激了用户对大容量SSD需求的增长。

NANDFlash存储密度和堆叠层数的提升也对存储控制器芯片及存储模组的设计提出了更高的要求。NANDFlash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,而随着工艺技术升级而不断提升的存储密度更使得存储颗粒中的数据错误或数据丢失的概率显著增加,使用寿命快速下降。以QLC架构的存储颗粒为例,虽然其单元容量为SLC架构存储颗粒的4倍,但其使用寿命仅为SLC的1/100;对数据纠错要求从1~4bit增加到288bit,可靠性也同步减低。因此,存储介质的分析能力、存储控制芯片设计能力、固件算法的开发能力对于存储模组应用性能的影响越来越大。

3)数据安全保护功能将成为数据存储的刚性需求

随着信息技术的快速演进,全球数据泄露等网络安全事件频繁发生,造成重大损失。据统计,2021年公开报告的数据泄露事件1,291起,超过2020年的1,108起。数据安全重要性的凸显,给数据存储行业带来了新的挑战。随着数据读写速度加快,芯片级全盘硬件加密技术的存储模组配合所搭载的数据保护软件,能够防止数据被越权访问、篡改或盗窃,有望成为存储行业的刚性需求,全面覆盖数据存储的各应用场景。

4)国产技术迅速发展,自主可控生态逐步完善

2018年以来,华为事件和中兴事件凸显了我国上游核心基础技术受制于人的现状,坚定了我国打造自主可控产业生态的决心。为解决产业链稳定性问题,在国家的大力支持下,本土厂商加大了对CPU、存储颗粒、控制器芯片、操作系统等领域底层技术的研发及相关投入,并陆续在上述领域取得了一定的研发成果。

存储颗粒方面,长江存储自2018年推出Xtacking晶栈架构以来,就不断地取得技术突破,从最开始的32层堆叠的NANDFlash,向64层、128层技术跃进。长江存储最近成功研发超过200层堆叠的存储颗粒,将实现对美光、SK海力士等NANDFlash巨头的追赶。

随着核心软硬件自主技术水平的显著提升,我国与发达国家技术水平差距已逐渐缩小,存储产业链自主可控的条件逐渐成熟。

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