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存儲控制器：下一個(gè)中國半導體產(chǎn)業(yè)投資的新時(shí)代

       CINNO 5月15日，全球存儲產(chǎn)業(yè)最近幾年的發(fā)展如火如荼，此間存儲控制器產(chǎn)業(yè)也是存儲產(chǎn)業(yè)核心之一，屬于必不可少的重要產(chǎn)業(yè)鏈節點(diǎn)。

       在經(jīng)過(guò)平均銷(xiāo)售單價(jià)大幅提升順風(fēng)順水的2017年后，CINNO Research預期2018年DRAM產(chǎn)業(yè)在服務(wù)器、智能型手機與挖礦機需求持續成長(cháng)帶動(dòng)下，整體DRAM供貨維持吃緊的態(tài)勢不變，平均銷(xiāo)售單價(jià)持續往上，也預計將讓DRAM市場(chǎng)產(chǎn)值再成長(cháng)30%；而NAND閃存則是固態(tài)硬盤(pán)持續暢旺，3D NAND閃存的供給增加讓閃存NAND市場(chǎng)產(chǎn)值可望再成長(cháng)20%左右。

       NAND Flash和DRAM的巨大產(chǎn)能和產(chǎn)值，吸引了業(yè)者的大部分目光。但是存儲介質(zhì)芯片基本上控制在三星、英特爾/美光、東芝/西數和海力士這幾家國際巨頭的手里。紫光集團雖以數百億美元資金四處出擊購買(mǎi)技術(shù)、購買(mǎi)公司未成，轉而以加強自身開(kāi)發(fā)技術(shù)為主，未來(lái)結局尚未知。據業(yè)內認識評論，隨著(zhù)時(shí)間推移，大筆資金投入的利息和折舊壓力以及國內投資人急于“見(jiàn)效”的壓力，紫光已經(jīng)認識到技術(shù)積累和當前市場(chǎng)之壓力，轉而尋求英特爾大連工廠(chǎng)出貨支持，以該廠(chǎng)出品之晶圓經(jīng)紫光封裝鋪墊市場(chǎng)，以渡過(guò)初期階段。

存儲器控制芯片是產(chǎn)業(yè)不可或缺的關(guān)鍵IC

       CINNO Research副總經(jīng)理楊文得表示，存儲器行業(yè)和臺灣IC設計業(yè)者關(guān)系并不大。若是有關(guān)系的話(huà)也是與臺積電、聯(lián)電等晶圓代工廠(chǎng)和封裝廠(chǎng)有關(guān)，臺灣真正參與表演并具有角色地位的是存儲控制器廠(chǎng)家，這些Fabless（無(wú)晶圓公司）才是臺灣半導產(chǎn)業(yè)在存儲產(chǎn)業(yè)具有一定的話(huà)語(yǔ)權。

       然而存儲器芯片雖然銷(xiāo)售額和行業(yè)影響力巨大，但是在產(chǎn)業(yè)應用中必須是和存儲控制器芯片配合才能夠組成為最終的產(chǎn)品(如附圖一示意)，即存儲控制器芯片是屬于必不可少的IC。比如當前固態(tài)硬盤(pán)(SSD, Solid-StateDrive)是閃存目標市場(chǎng)之主力，而SSD就需要控制器和閃存芯片配套才能夠形成目標產(chǎn)品，另外智能手機內部之EMMC芯片更是控制器芯片和閃存芯片以MCP方式（Multi-Chip Package）封裝而成。

圖一：存儲器與控制器芯片搭配示意

       全球存儲控制器芯片可以分為如下類(lèi)別：硬盤(pán)（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幾種分類(lèi)。

硬盤(pán)(HDD)控制器-成熟穩定的傳統存儲器介質(zhì)

       即平常應用的Hard Disk Drive(HDD)，控制器芯片需要精確控制磁盤(pán)讀寫(xiě)，當前全球幾乎Marvell獨家壟斷，所幸SSD發(fā)展替代HDD，故后續不見(jiàn)有公司再進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域爭搶尾盤(pán)，因此在硬盤(pán)控制器芯片領(lǐng)域是屬于美商Marvell一家獨大的局面。

存儲卡控制器芯片-消費性電子產(chǎn)品的主流存儲媒介

       以CF/SD/MMC/UFS界面為主，主要形式為SD卡（包括TF卡與Micro SD卡）與嵌入式應用之eMMC和UFS芯片，應用于數碼相機和智能手機等領(lǐng)域。該領(lǐng)域曾經(jīng)的龍頭老大SanDisk已經(jīng)歸入西部數據（Western Digital），另外則有三星和東芝均自產(chǎn)自銷(xiāo)控制器和卡片（包括eMMC/UFS module）。這方面已經(jīng)非單一控制器的競爭，當前市場(chǎng)可以采購到的此類(lèi)控制器芯片集中在慧榮（SMI）。而德國公司Hysperstone歷史綿長(cháng)，其CF控制器仍在工業(yè)應用占據一定份額。國內深圳硅格有SD控制器，依托江波龍（longsys）的卡片產(chǎn)能，另外硅格近期內也合併立而鼎科技成立得一微電子往更多種類(lèi)的閃存控制器芯片布局；華瀾微電子（SageMicro）則是專(zhuān)注在資訊安全加密市場(chǎng)，工業(yè)類(lèi)也僅CF控制器見(jiàn)市，由此可見(jiàn)此類(lèi)芯片之主導權基本仍在臺灣企業(yè)手中。

UFD控制器芯片-過(guò)去PC外差式存儲裝置，加密信息安全導向成新藍海

       即USB界面的控制器芯片，主要應用于USB Flash Drive。此類(lèi)芯片主力仍然是臺灣公司，慧榮(SMI)和群聯(lián)（Phison）占據首位。有兩家曾經(jīng)在此領(lǐng)域占據相當市場(chǎng)份額的公司，即臺灣安國（AlcorMicro）和深圳芯邦（Chipsbank），現已丟失了市場(chǎng)份額。特別是芯邦原本國內市占率一度領(lǐng)先，由于在USB2.0升級到USB3.0的過(guò)程之中丟失市場(chǎng)情況嚴重，讓芯邦不再有競爭力產(chǎn)品出現，另外國內蘇州國芯、華瀾微電子有此類(lèi)產(chǎn)品，但均無(wú)消費類(lèi)市場(chǎng)競爭力，局限于資訊安全類(lèi)UFD應用。

SSD控制器芯片-未來(lái)新世代存儲器的明日之星

      其市場(chǎng)競爭格局越來(lái)越接近存儲卡控制器芯片的態(tài)勢。一方面三星、美光和東芝等國際大廠(chǎng)紛紛自行研發(fā)，而希捷(Seagate)和西部數據（Western Digital）分別收購了SandForce和SanDisk，這些國際大鱷以閃存資源為根據地順勢把決定SSD的性能與可靠性的控制器抓在手里，成就了各自相當數量的控制器芯片消耗量。

      另一方面，進(jìn)入全球SSD控制器市場(chǎng)的公司，也逐漸完成了優(yōu)勝劣汰和兼收并蓄的過(guò)程。

      臺灣的慧榮（SMI）仍然占據著(zhù)這個(gè)領(lǐng)域的龍頭老大，群聯(lián)（Phison）在東芝的支持下不甘落后。而美國的Marvel雖然有HDD控制器的老大優(yōu)勢，但在SSD方面卻是一再進(jìn)退失據，逐漸失勢。
      歷史上一度以JM605等型號領(lǐng)先的臺灣智微（JMicron）在前年進(jìn)行組織重整，退出了SSD控制器業(yè)務(wù)，智微分出去的團隊得到在國內成立了聯(lián)蕓（Maxio），仍然在努力耕耘中。聯(lián)蕓有海康集團的投資參與。
      國內開(kāi)始SSD控制器設計最早的是華瀾微，2013年就有SATA-2控制器上市，有一定份額的市場(chǎng)占有率，也是比較少見(jiàn)的進(jìn)入國際市場(chǎng)搏殺的國內芯片。
      另外，上海寶存（Shannon）和后來(lái)的憶恒創(chuàng )源（MemBlaze）/憶芯科技（StarBlaze），上海寶存在企業(yè)級市場(chǎng)表現不錯而被SMI并購，后兩者也是專(zhuān)注在企業(yè)級市場(chǎng)，立足于高端SSD設計，在業(yè)內的宣傳曝光度相當密集。
      華為海思自己也有SSD控制器芯片，主要是供給華為內部服務(wù)器產(chǎn)品使用，尚未見(jiàn)市場(chǎng)上面有華為控制器銷(xiāo)售，據聞性能不錯。    因SSD控制器設計涉及高階模擬電路設計、復雜界面協(xié)議以及閃存各種算法技術(shù)，需有技術(shù)沉淀團隊才能夠成就，遠非國內部分小公司為了融資宣傳的那樣子轟轟烈烈但華而不實(shí)。

服務(wù)器/數據中心存儲高階控制器-高大上存儲設備的關(guān)鍵組件

      主要是指在Server領(lǐng)域或者大數據（云）存儲領(lǐng)域的應用。此類(lèi)芯片一般需要超越單個(gè)硬盤(pán)架構的速度性能，例如RAID功能。而當前熱門(mén)議題NVMe技術(shù)亦重點(diǎn)針對于高端應用，更進(jìn)一步JEDEC標準正在進(jìn)行中的NVDIMM技術(shù)，嘗試著(zhù)閃存和DRAM融合在一起開(kāi)創(chuàng )新的道路。
      可惜，這個(gè)領(lǐng)域是美國公司獨步天下，臺灣業(yè)者的重點(diǎn)則是比較專(zhuān)注于PC周邊的應用和技術(shù)所以對此有點(diǎn)陌生，也可能是因為臺灣市場(chǎng)在Server和大數據系統方面的市場(chǎng)局促狹窄，沒(méi)有施展空間。
      同時(shí)，這個(gè)領(lǐng)域衍生下去還涉及光纖-存儲控制器和Ethernet-存儲控制器等新型結構，基本上需要通信網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)基礎都涵蓋在此，而美國公司在這方面一騎絕塵，主要集中在PMC和LSI，還有一部分是Texas Instrument和Marvell，大多數都是基于通信產(chǎn)業(yè)的高速芯片的基礎發(fā)展而來(lái)的。這些公司歷經(jīng)產(chǎn)業(yè)變遷，最近MicroChip才收購了Microsemi，而此前Microsemi收購了PMC；LSI賣(mài)給了Avago后又轉手被賣(mài)給了希捷。高端存儲服務(wù)器和陣列控制芯片都在這幾家的控制下，臺灣基本上沒(méi)有涉足這塊領(lǐng)域，而國內對這個(gè)方面則是布局較為廣泛，畢竟國內有著(zhù)光纖系統、交換機系統和大數據云存儲的產(chǎn)業(yè)基礎，所以華為的SSD控制器實(shí)際上不對外賣(mài)重點(diǎn)還是為了存儲系統，包括其中的陣列芯片，因此這個(gè)方面華為也算是一方翹楚。
      總得來(lái)說(shuō)，目前控制器廠(chǎng)家可以說(shuō)分為兩大陣營(yíng)，第一大陣營(yíng)就是或多或少擁有閃存資源的國際一線(xiàn)大廠(chǎng)，以三星為最典型代表。另外一大陣營(yíng)就是獨立的無(wú)晶圓廠(chǎng)(Fabless)芯片設計公司，以臺灣慧榮為典型代表。從下方表格(表一)可以看出，除了一線(xiàn)以閃存背景把閃存和控制器直接做成為產(chǎn)品推行的廠(chǎng)家之外，市場(chǎng)上客戶(hù)可以選擇的控制器芯片基本上以臺灣企業(yè)為主，尤其是慧榮、祥碩和群聯(lián)為主力團隊。當然，這里群聯(lián)可以算是具有一定閃存資源背景捆綁支持的公司，并非單純依靠控制器芯片為競爭力。

      從國內企業(yè)狀況來(lái)看，隨著(zhù)紫光集團在存儲產(chǎn)業(yè)方面風(fēng)風(fēng)火火的投資，把整個(gè)國內存儲產(chǎn)業(yè)真的點(diǎn)燃起來(lái)，控制器廠(chǎng)家也因此冒出來(lái)不少。經(jīng)過(guò)一兩年的市場(chǎng)考驗，很多企業(yè)曇花一現，主要因為技術(shù)積累單薄、甚至有些公司單憑概念炒作，潮起潮落的速度很快。但是這不等于沒(méi)有真材實(shí)料的國內企業(yè)，例如華為，臺灣企業(yè)難以撼動(dòng)，而且國內市場(chǎng)相對封閉，競爭方式也就不一樣。華瀾微電子公司雖然創(chuàng )立僅七八年，和國內其他芯片公司鋪天蓋地宣傳的風(fēng)格迥然不同，以穩健的步伐站穩SSD控制芯片與Bridge芯片的市場(chǎng)，在國內芯片總體極為依賴(lài)進(jìn)口的背景下成為國內存儲控制器晶業(yè)者中，已經(jīng)成為少數具有國際競爭力的高科技公司之一。此外，聯(lián)蕓雖然離臺登陸不久，重起爐灶也很快，已經(jīng)看到了其新芯片開(kāi)始出貨。考慮到聯(lián)蕓從智微分支出來(lái)，熟悉臺灣生態(tài)，可能對于臺灣業(yè)者具有較強的競爭力。

中國存儲控制器芯片產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化刻不容緩

      最近，特朗普就中興通信給了中國一擊，更代表科技產(chǎn)業(yè)供應鏈國產(chǎn)化政策是必須加速的一條道路。閃存芯片因其巨大市值，被紫光為主的國家隊看重，風(fēng)光無(wú)限；但是，決定最終產(chǎn)品的性能以及國家看重的資訊安全的并不是閃存芯片，而是控制器芯片。因此，控制器芯片在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節中相當關(guān)鍵的價(jià)值遲早會(huì )引起相關(guān)決策人士重視。

      我們認為，在混沌的國際政經(jīng)局勢與產(chǎn)業(yè)競賽中，能夠為產(chǎn)業(yè)內公司帶來(lái)更多調整的機會(huì )，而中國強力發(fā)展存儲產(chǎn)業(yè)所帶動(dòng)的整體供應鏈發(fā)展，特別在存儲控制器這樣的產(chǎn)業(yè)更讓國內廠(chǎng)商遇見(jiàn)百年難得良機，各廠(chǎng)商動(dòng)態(tài)值得持續關(guān)注。

       

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