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专栏 《深入理解NAND Flash》

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一、NAND闪存市场分析

据欧洲知名半导体分析机构Yole发布的报告显示，2020年起，NAND闪存市场发展趋势保持稳定增长，2021年，NAND闪存市场份额达到了近670亿美元（见图1），同年，NAND闪存总容量也达到了5855亿GB的市场需求（见图2），其中，手机和消费级SSD仍然是主要的需求群体,紧随其后的则是企业级SSD。

图1

图2

2021年至2027年，以百万计为单位的NAND晶圆复合年均增长率（CAGR）为3%（见图3），其中，汽车应用增长最快，CAGR为20%；其次则是数据中心，其CAGR为13%。

图3

如图4所示，三星（Samsung）在SSD和手机市场中占据主要份额，其次是铠侠（Kioxia）和西部数据（WesternDigital）。

三星专注于SSD和手机市场，其市场份额合计超过了70%，而移动存储和消费两个领域，则由铠侠、西部数据和美光主导，其市场份额合计将近80%。

图4

据统计，2021年，全球SSD出货总量达到了3.86亿套，排名前三的仍是三星、西部数据和铠侠（见图5）。

图5

说明：

1.光宝科技（LITE-ON Technology）的SSD业务于2020年7月被铠侠收购，后成为铠侠的子公司——固态存储技术公司（SSTC）。

2.2022年1月，SK海力士成立了Solidigm技术公司，负责管理新收购的英特尔NAND业务。

二、不同接口的SSD出货量分析
目前市场上SSD主要有两种：一种是SATA SSD，另一种则是PCIe SSD。但是与SATA SSD相比，PCIe SSD的性能有成倍提升。随着市场存储需求的变化，以及PCIe SSD技术的改进，PCIe 3.0 SSD呈快速上涨趋势，并已然成为市场主流。

目前，机器学习、数据分析和高性能渲染等新兴应用正在推动PCIe SSD的发展。预计2022年至2026年，市场将呈现PCIe 3.0、PCIe 4.0和PCIe 5.0 SSD同堂的局面

图6

三、闪存控制器的市场分析
消费级&企业级SSD和智能手机仍将是最重要的终端应用系统，它们将成为未来十年闪存控制器市场增长的主要驱动力。就销量而言，企业级SSD代表了增长最快的细分市场，其复合年均增长率为14%，其次是服务器和消费级SSD。（见图7）。

图7

闪存控制器对终端应用系统来说非常重要，主要涉及SSD，智能手机，和可移动存储，以及如工业、汽车等其它市场。按照终端应用系统划分，2021年闪存控制器市场份额为40亿美元，出货量约为32亿套（见图8）。

图8

如图9所示，固态硬盘和智能手机的市场营收领先于其它的终端应用系统。据统计，2021年，固态硬盘市场营收大约为13.6亿美元，而智能手机的市场营收将近11.6亿美元。但其它市场迅速增长的市场份额也不容忽视。

图9

如图10所示，智能手机和其它市场的出货量位居前列，分别为35%和31%。不过由于未来工业和汽车等市场对大容量存储需求的增加，其它市场的需求将保持持续上升的趋势。

图10

按市场主流接口协议划分，PCIe控制器贡献了主要的市场份额，预计2027年，其市场营收预计将达到近20亿美元；紧随其后则是UFS，未来几年也将迎来其快速的增长时期。

图11

从出货量来看，eMMC仍然占据了市场的主导地位，其次是快速增长的UFS，PCIe则排列其后。

图12

从闪存控制器销售单价来看，PCIe单价最高。

图13

根据Yole 2022年第二季度调研得出，用于手机&消费类的，以及固态硬盘的闪存控制器比用于汽车、工业、国防或航空航天市场的同等控制器更便宜，因后者在工作负载特点方面（例如：温度、随机/顺序读写比例、单次读取/写入数据包大小、数据访问频率和时长）更具有挑战性。

图14

四、闪存控制器行业玩家分析
闪存控制器行业玩家主要有三种类型：NAND制造商，闪存控制器供应商，以及IP设计和服务提供商。

图15

那么NAND制造商，即行业巨头（如：三星、铠侠、西部数据、海力士、美光等）一直占据着将近一半的市场份额，未来5年将存在下降的趋势（见图16）。

图16

2021年40亿美元的闪存控制器市场份额，NAND制造商占据了52%市场份额（见图17）。

图17

剩余的48%的闪存控制器市场份额，则主要由闪存控制器供应商和其它公司占据。（见图18）。

图18

从2021年闪存控制器的营收排名来看，市场份额排名第二的Phison，市场营收达到22亿美元，排名第一；而市场份额排名第一的Silicon Motion，其总营收则位居第二。

值得一提的是，近年来，Marvell一直专注于闪存控制器业务，是领先的闪存控制器供应商。目前，他们决定减少参与闪存控制器的投入，并开始专注于企业，网络和数据中心的ASIC设计。

图19

重要说明：

我们无法直接获得Marvell控制器的营收数据，其市场份额目前是基于Yole市场方法论估算的，该方法论依据于自上而下和自下而上的市场分析评估。

观点：

除了从闪存控制器供应商（如：Silicon Motion、Phison、Marvel等）购买控制器IC外，NAND制造商在大多数情况下，还利用代工服务（如：UMC、TSCM）生产制造自己的控制器。NAND制造商正更频繁地将他们主流市场和中低端的控制器需求进行外包，而他们仍在高端控制器市场中持续投入研发。

闪存控制器供应商共占据了固态硬盘控制器市场约40%的市场份额。NAND闪存制造商（七大原厂）占据了整个固态硬盘控制器市场60%的市场份额，他们内部都有专门的控制器团队。

总而言之，NAND制造商通常会在NAND技术出现重大变化或开发新的存储应用市场时自行研发控制器，缩短市场培育周期，加速NAND技术研发成果转化和市场回报。而对于eMMC、USB、SD等更多产品,超过50%的客户更倾向于闪存控制器供应商。（如Phison和Silicon Motion等第三方供应商）。

eMMC市场过去主要基于智能手机。目前，eMMC产品正在消费电子和工业应用等多个市场中被采用，如流媒体设备（Roku、Apple TV）、智能音箱（Alexa、Siri），以及机顶盒所采用。

近年来，Marvell一直专注于控制器业务，他们决定减少参与闪存控制器的供应，并开始作为ASIC设计服务的提供商。同时，他们将更多研发资源投入在领先的接口协议上，如PCIe Gen 5和Gen 6。

在最近几年中，由于NAND闪存制造商订单的增加，Silicon Motion获得了市场份额，Silicon Motion在Micron、YMTC和SK hynix的市场份额正在不断增加。

Phison从七大NAND制造商购买NAND闪存并向Kioxia、Micron、WD和YMTC提供闪存控制器。Phison为系统集成商（如Acer、Asus、Oppo、Vivo等）提供定制模块。

内容来源：YOLE

参考