企業(yè)級SSD固態(tài)硬盤行業(yè)洞察
作為IT核心基礎設施之一，存儲對大容量、高性能、高可靠和高安全存儲的需求。固態(tài)硬盤（SSD）是以閃存為存儲介質(zhì)的半導體存儲器，其相對于機械硬盤（HDD）具備讀寫速度快、延遲低、抗震性好等優(yōu)勢，在全球硬盤市場上的出貨量占比不斷提高，并于2020年首次超過了HDD的出貨量。
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2021年中國企業(yè)級SSD行業(yè)發(fā)展洞察
固態(tài)硬盤三大核心技術包括閃存、主控芯片和固件。
固態(tài)硬盤自誕生以來其相關技術不斷發(fā)展：閃存單元存儲數(shù)據(jù)量不斷提高，由1bit發(fā)展到3bit、4bit；閃存架構由2D發(fā)展到3D，且堆疊層數(shù)持續(xù)提升，由32層發(fā)展到目前接近200層；接口和主機通信技術由SATA+AHCI向PCIe+NVMe轉換，而PCIe及NVMe協(xié)議標準為了滿足固態(tài)硬盤產(chǎn)品的高速傳輸要求也正處于不斷更新迭代之中；上述技術的不斷發(fā)展也對固態(tài)硬盤廠商的固件水平及設計能力提出了越來越高的要求。
從目標市場的角度，固態(tài)硬盤產(chǎn)品主要分為消費級和企業(yè)級兩類。企業(yè)級固態(tài)硬盤的終端客戶主要分布在云計算、互聯(lián)網(wǎng)、政府、金融和能源等行業(yè)，其對固態(tài)硬盤產(chǎn)品在性能、容量、使用壽命、可靠性、兼容性和企業(yè)級特性等方面有著更加嚴苛的要求。
按核心存儲介質(zhì)進行分類，存儲器分為光學存儲器、半導體存儲器和磁性存儲器三大類：
光學存儲器利用激光在磁光材料上進行讀寫操作，數(shù)據(jù)不易失且耐用性好；
磁性存儲器是在金屬或者塑料表面涂上磁性材料作為記錄介質(zhì)，工作時利用磁頭在磁層上運動進行讀寫操作。
ROM是半導體存儲中的非易失性類別，斷電后存入的數(shù)據(jù)不會消失；
NAND Flash是ROM的一種，通過改變電壓來對存儲器中的數(shù)據(jù)進行擦除和改寫。固態(tài)硬盤就是以NAND Flash為核心存儲介質(zhì)的半導體存儲器，按用途可再分為消費級和企業(yè)級兩類。
本報告研究對象為企業(yè)級SSD市場。
自上世紀40年代電子計算機問世以來，計算機存儲設備也在隨著其他硬件設備的發(fā)展和軟件、數(shù)據(jù)量的不斷增長處于持續(xù)的迭代更新中。整體來看，存儲介質(zhì)經(jīng)歷了磁-光-半導體的變化歷程，帶來的是單位存儲器容量的大幅上升、數(shù)據(jù)讀寫速度的飛躍以及存儲器單位物理體積的顯著縮小。
目前常見的計算機外存儲設備為HDD機械硬盤和SSD固態(tài)硬盤兩大類。從機械硬盤到固態(tài)硬盤的演進是存儲器領域最重要的革新之一。
兩類產(chǎn)品的內(nèi)部構造有著顯著的區(qū)別，機械硬盤以通常由玻璃制成的一張或者多張磁盤為核心存儲介質(zhì)，工作時磁盤繞主軸高速轉動，產(chǎn)生的氣流使得磁頭停留在磁盤上方一個微小的距離并以磁化的方式讀取磁盤上對應位置的數(shù)據(jù)——直觀上看，機械硬盤的工作流程與唱片機播放唱片的過程十分相似；
固態(tài)硬盤的內(nèi)部沒有圓形的磁盤，取而代之的存儲介質(zhì)是被稱為閃存顆粒的半導體材料，通過主控運行固件程序來控制數(shù)據(jù)讀寫，工作時依靠傳遞電信號的方式進行數(shù)據(jù)的傳輸而不發(fā)生任何機械運動。
從計算機系統(tǒng)結構上看，主機經(jīng)文件系統(tǒng)和底層驅動將數(shù)據(jù)命令通過接口傳達給固態(tài)硬盤，數(shù)據(jù)在固態(tài)硬盤內(nèi)部經(jīng)FTL（閃存轉換層）地址轉換后實現(xiàn)在閃存塊（NAND）中的寫入和讀取。
其中，固態(tài)硬盤所使用的存儲介質(zhì)NAND Flash雖然具有速度快、單位容量大等優(yōu)勢，也存在邏輯和物理地址分離、不能覆寫、壽命有限、存在讀干擾和壞塊等特點，需要通過FTL和固件的其他算法功能包括壞塊管理、地址轉換、垃圾回收、磨損均衡等算法和功能對其進行管理優(yōu)化，以提升固態(tài)硬盤整體的性能、更好地滿足客戶對固態(tài)硬盤產(chǎn)品的高質(zhì)量和性能需求。
據(jù)統(tǒng)計核算，2020年全球固態(tài)硬盤出貨量首次超過機械硬盤，2023年全球固態(tài)硬盤出貨量占比將超60%，達到2015年占比的4倍以上；
此外，IDC數(shù)據(jù)顯示，2020年全球企業(yè)級固態(tài)硬盤支出已超過企業(yè)級機械硬盤，預計這一趨勢未來仍將持續(xù)。固態(tài)硬盤相較于機械硬盤在諸多領域有著顯著的性能優(yōu)勢，而固態(tài)硬盤出貨量占比的持續(xù)增長體現(xiàn)出市場對其高性能的認可，隨著其價格持續(xù)優(yōu)化，市場競爭力將會進一步提高，實現(xiàn)對機械硬盤更深層的替代。
由于固態(tài)硬盤原材料成本較高、整體性能更加出色，自其進入市場以來，單位存儲成本一直高于機械硬盤。全球范圍來看，2013年固態(tài)硬盤平均每TB單價約為2220美元，是機械硬盤（60美元）的37倍；2020年固態(tài)硬盤每TB單價下降至128美元，平均每年（復合）降價幅度超過30%，與機械硬盤的差距也下降至6倍。2026年后更有望低于機械硬盤。
21世紀前，固態(tài)硬盤技術和商業(yè)化的探索主要集中在美、日、韓等國，領先企業(yè)包括美國的Intel、西數(shù)，日本的東芝、日立以及韓國的三星、海力士等。
21世紀前10年是全球存儲行業(yè)龍頭加速布局的時期，Intel、三星等在2010年前后陸續(xù)進入中國市場，2017年后隨著3D-NAND技術的進一步成熟以及國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，（企業(yè)級）固態(tài)硬盤行業(yè)進入繁榮期。
2013年之前“中國制造”是國內(nèi)存儲產(chǎn)業(yè)的主要運營模式，2014年后國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)在國家政策的支持下加速發(fā)展，在主控、閃存等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)逐步實現(xiàn)對國外供應商的替代，從產(chǎn)品性能和產(chǎn)能方面追趕國際領先。
按銷往境內(nèi)市場的金額口徑核算，2020年我國企業(yè)級固態(tài)硬盤市場規(guī)模為161億元，其中PCIe固態(tài)硬盤占市場總規(guī)模的比例約為59%，已超過SATA及其他類型的企業(yè)級固態(tài)硬盤，同時較2018年32%的比例也有大幅提升。
預計到2025年，國內(nèi)企業(yè)級固態(tài)硬盤市場規(guī)模將增至489億元，5年間復合增速約25%，而PCIe固態(tài)硬盤市場份額比例將增至90%。隨著企業(yè)數(shù)字化轉型進一步推進，云計算、5G、大數(shù)據(jù)和人工智能應用不斷創(chuàng)新，數(shù)字產(chǎn)業(yè)規(guī)模還將進一步增長，企業(yè)級固態(tài)硬盤作為基礎IT硬件設施，市場增長空間廣闊。
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2021年中國企業(yè)級SSD行業(yè)發(fā)展洞察
1、行業(yè)深度報告：GPU研究框架
2、信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)研究框架
3、ARM行業(yè)研究框架
4、CPU研究框架
5、國產(chǎn)CPU研究框架
6、行業(yè)深度報告：GPU研究框架
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