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存儲控制器芯片的國產化時代來臨?

2018/09/06
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通常我們所說的存儲芯片主要是指閃存顆粒,實際上存儲里面的芯片還包括存儲控制器芯片。以這幾年大熱的 SSD 固態(tài)硬盤產品為例,SSD 通常包括 PCB(含供電電路)、存儲芯片 NAND 閃存、主控制芯片、接口等,還有一個并非必要但也很重要的緩存芯片,即內存芯片。如果存儲芯片是倉庫,那么存儲控制器芯片則是倉庫的鑰匙,掌管著糧倉的安全,存儲控制器芯片控制著處理器讀寫存儲芯片信息的速度,因此包含了計算機的接口技術和存儲芯片的管理技術,在保護存儲芯片信息安全中有著舉足輕重的作用。

還是以 SSD 為例,從成本上來說,存儲芯片大概占 SSD 硬盤物料成本的 70%或更多??刂破餍酒谖锪铣杀局姓紦?10~15%的比例,不是最貴的部件,但也非常重要。

因存儲芯片的巨大市值,目前國內已被長江存儲、福建晉華、合肥長鑫等一批國家隊看重,風光無限;但是,決定最終產品性能以及國家看重的資訊安全的并不是存儲芯片,而是控制器芯片。因此,控制器芯片在產業(yè)鏈環(huán)節(jié)中相當關鍵的價值遲早會引起相關決策人士的重視。

當前全球范圍內的存儲控制器廠家可分為兩大陣營,第一大陣營是或多或少擁有閃存資源的國際一線大廠,以三星、東芝美光等為典型代表;另外一大陣營是獨立的 Fabless 設計公司,以 Marvell、中國臺灣的慧榮和群聯等為典型代表,可以說大佬環(huán)伺。

因為存儲器制造產業(yè)正在向中國市場遷移,國內相關產業(yè)鏈也在不斷完善。近幾年國內存儲控制器芯片領域也涌現出多家廠商,這些本土勢力中誰有可能與國際大廠一較高下,成為這一領域的明日之星?要找到答案,我們需要先來了解存儲控制器芯片的技術流派和發(fā)展趨勢,以及國內各家廠商的產品組合、技術實力和未來規(guī)劃。

誰將是存儲控制器芯片的本土之星
雖然存儲控制器芯片有多個類別,包括硬盤(HDD)控制器、存儲卡控制器、UFD 控制器、SSD 控制器、Bridge(橋)控制器和高階控制器等,但其中 SSD 控制器作為增長最為強勁且被認為將成為未來市場主力的產品類別,可以說只有擁有這項技術才能擁有未來市場的主導權和話語權。有數據統(tǒng)計顯示,當下全球 SSD 控制器市場容量為 2 億顆,傳統(tǒng)磁盤存儲控制器為 6 億顆左右,市場總需求量在 8 億顆左右,而未來 SSD 控制器的需求會不斷走高,逐漸趕超傳統(tǒng)磁盤存儲控制器。所以在討論本土存儲控制器芯片廠商的競爭力時,我們也會著重關注各個廠商在 SSD 存儲控制器領域的布局和實力。

SSD 控制器芯片目前的競爭態(tài)勢越來越趨近于存儲卡控制器芯片。因其設計涉及高階模擬電路設計、復雜界面協議以及閃存各種算法技術,有較高技術門檻,需要有技術沉淀的團隊才能夠成就。從控制器接口來看,既有傳統(tǒng)主流的 IDE、SATA、SAS 控制器接口芯片,也有迅速成長中的 PCIe 接口芯片,目前固態(tài)硬盤應用市場中 PCIe 接口芯片占三成,SATA 接口占六成,而 SAS 接口大約占一成。未來由于大數據服務器應用的需求不斷增長,PCIe 接口占比將攀升,以滿足越來越多的數據加速、高速緩存等功能實現。一個存儲控制器芯片廠商要想跟國際大廠同臺競技,成為未來的市場領導者,在 PCIe 接口控制器芯片尤其是非易失性存儲即 NVMe 上的技術儲備和產品規(guī)劃顯得尤為重要。

目前國內存儲控制器芯片廠商大概可以分為三大陣營:包括土生土長的國科微等,這類公司的特點是進入時間較早,但整體技術團隊的實力不強,產品在高端市場上很難形成對中國臺灣和國際品牌的沖擊;

另外還有一些從臺系廠商剝離出來在大陸成立的公司,如群聯在合肥成立的兆芯電子,核心團隊來自中國臺灣智微的杭州聯蕓科技,以及在 NVMe 領域形成一定技術積累的深圳大心電子,它的核心創(chuàng)業(yè)團隊多出自西部數據中國臺灣研發(fā)中心,這些公司的特點是擁有一定的技術積累,具備一定產品競爭力,而劣勢則是產品多處在第一代,成熟度有待提升,需要加快商業(yè)化進程;

此外就是一些海歸派,包括華瀾微電子、憶芯、英韌創(chuàng)等,這些公司的特點是自帶光環(huán),技術實力不俗,其中華瀾微在 2015 年收購了美國的 Initio 公司讓自己的產品線更加豐富,其他一些公司則多是近兩年才成立,產品推出較晚、產品線還比較少,也有待市場檢驗。

誰將是明日之星我們還給不出答案。但近日與非網記者與深圳大心電子科技有限公司董事長兼總經理李明豪博士進行了深入溝通,也讓我們對國內存儲控制器芯片廠商的機會和可能的發(fā)展方向有了更多的認識。

深圳大心電子科技有限公司董事長兼總經理李明豪博士

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相較于美光、Marvell 這些國際大廠我們的機會在哪里
李明豪提到,存儲代工已經向國內遷移,尤其是大心電子所在的深圳周邊,借助國內的白牌市場起步,同時一些大型制造企業(yè)也開始給國外品牌代工,國內生產的存儲器已經占全球份額的 30%左右。雖然國內在消費領域的一些自有存儲品牌商目前市占率還不高未形成氣候,但可以看到,本土的供應鏈在不斷完善,尤其在長江存儲等幾大閃存顆粒廠開始量產后,對本土產業(yè)鏈的帶動作用將會非常明顯。

具體到技術領域,基于 PCIe 接口的非易失性存儲 NVMe 技術還在一個快速變化、提高市場滲透率的階段,它將是未來存儲控制器芯片領域的重要增長點,會逐漸取代 SATA,并正在從高端向中低端滲透。但因為還是一個新興市場,新創(chuàng)公司在這里會有更多機會。

在這一技術領域,美光、東芝這類閃存原廠雖然資金雄厚,但在基礎 IP 和芯片研發(fā)上進度卻很慢。其中美光從 2014 年開始收購了一些主控芯片團隊,但目前其 NVMe 的 IP 技術仍比較落后,沒有形成競爭力。而 Marvell、慧榮這類主控公司雖然有能力研發(fā) NVMe 芯片,但也有開發(fā)周期的問題,目前這一市場仍在技術和市場培育期,壁壘尚未形成。

中國需要一個產品線覆蓋較完整的存儲控制芯片公司
想成為市場領導者,擁有雄厚的技術實力,能夠掌握引領產品和市場發(fā)展方向的前沿技術是一方面,同時產品線組合的豐富性也很重要,這決定了一個廠商最終的市占率。

作為一家在 2015 年成立的創(chuàng)業(yè)公司,大心電子始創(chuàng)于中國臺灣,因為意識到整個存儲器市場正在向內地遷移,未來中國大陸將在存儲器領域占據重要的地位,該公司在 2017 年完成重組,正式落戶深圳,成為了一家本土公司,目前公司有員工 70 人,研發(fā)人力占 85%。上面提到過這家公司的核心團隊大多來自西部數據中國臺灣研發(fā)中心,有豐富的技術積累。早期產品以 IP 授權方式為主,同時也為一些存儲器品牌提供定制化設計服務,包括慧榮、群聯、聯發(fā)科、聯想都是其客戶?!白钤绮扇?IP 授權的模式主要是出于快速切入市場的考慮,畢竟存儲控制器芯片的開發(fā)周期較長,投入較高,一般從 0 到 1 需要 3 年時間。我們確信公司未來主軸是自有芯片的銷售,但需要先從技術上得到市場認可,也證明自己的設計能力?!崩蠲骱廊缡钦f。

進駐深圳后,大心電子開始專注于存儲控制器芯片的研發(fā),并在 2017 年 10 月推出了第一代的 Orion PCIe NVMe SSD 控制器芯片,面向消費類市場。

“未來 IP 授權的模式仍將繼續(xù),通過 IP 授權我們積累了很好的口碑,美國大廠包括英特爾、美光也在評估我們的 IP 產品;而芯片市場容量更大,同時中國市場的機會巨大,因為這里有海量的大數據、云計算應用市場?!闭劦焦居J綍r,李明豪表示。

而談及大心電子未來的發(fā)展路徑,李明豪提出了兩種可能:

一種是通過在資本市場上的融資,把團隊做大,提高研發(fā)投入,不斷增加產品組合,拓展到更廣泛的市場。對此,李明豪指出,根據大心電子的研發(fā)周期,公司計劃一年流片一次,不斷拓展不同封裝和產品型號,繼去年推出面向低端白牌和組裝機市場的 NVMe 控制器芯片后,今年將完成面向消費類市場的完整產品線布局,覆蓋高中低端目標市場。明年則計劃推出面向數據中心的存儲控制器芯片產品。

大心電子的產品線規(guī)劃

“我們對自己的技術有足夠信心,在 NVMe 領域我們領先其他同行 1~3 年的時間。目前已經有 6 家客戶采用我們的產品,3 家客戶開始出貨,到 2020 年我們的重點應用還是消費市場,預計也會在這一年達到盈虧平衡。但畢竟消費類市場的競爭較激烈,毛利相對較低,因此我們計劃在 3 年后將進入技術門檻更高、利潤率也更高的數據中心市場?!崩蠲骱勒劦健?/p>

另一個可能則是,在國內尋找合作伙伴,這個合作伙伴應該是有成熟的存儲控制器芯片技術,但缺少高端尤其是 NVMe 技術儲備,也就是跟大心電子在技術上互補的公司,通過合作進而合并,借此打造一支存儲控制器芯片領域的國家隊。李明豪表示,“因為大心電子希望立足于本土,這樣一方面可以幫助大心電子真正融入本土 DNA,同時也符合國家本土芯片替代的核心戰(zhàn)略,因為這樣一個擁有成熟技術產品,同時擁有高端芯片設計能力的公司,才能跟國際大廠對抗,形成本土競爭力?!?/p>

放眼國內存儲控制器芯片領域符合其描述的企業(yè),我們大概可以鎖定這個合作目標。而之所以有很大的可行性,則是因為在 SSD 控制器芯片市場上,PCIe 接口是一個新興市場,但產業(yè)鏈已經完整,技術到位,從存儲芯片,到主控、硬盤以及終端市場,都有相關供應商,目前還在不斷完善,待市場規(guī)模擴大,反復驗證。而 NVMe 雖然是新興技術,但如果企業(yè)現在才開始技術儲備仍然嫌晚,因為很多公司從 3~5 年前就開始研發(fā)和布局,目前這一技術已經進入一個產品推出和量產化的階段。對于本土幾家較早進入存儲控制器芯片領域的廠商而言,想要快速建立在高端芯片市場上的影響力,和大心電子合作不失為一個捷徑。

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與非網總編。所知有限,不斷發(fā)現。抱持對技術、產業(yè)的熱情和好奇,以我所知、所見,真實還原電子產業(yè)現狀和前沿趨勢。

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