桥控制器芯片全景调研与发展战略研究

桥控制器芯片全景调研与发展战略研究

数据存储类行业发展概况在数字社会，数据作为信息化系统中的核心部分和底层基座，具有基础战略资源和关键生产要素的双重作用。在移动互联网技术不断迭代升级的背景下，全球数据量呈现爆发式增长。根据IDC预测，2025年全球数据圈将猛增至163ZB，增长量约为2016年全球数据圈的9倍。作为全球第一数据生产国，我国数据量也面临急剧增长的态势。我国数据量的增长依赖于数字经济的实现，作为十四五规划重点战略对象，数字经济的逐步落实将导致更为庞大及迅速的数据增长。信通院数据表明，2018年我国新增数据量为7．6ZB，预计2025年我国新增数据量将达到48．6ZB，年均复合增长率高达30%。数据量的急剧扩展，愈发凸显了数据存储及管理的重要性。数据储存设备作为数据管理的必要设备，其市场空间巨大。存储模组行业概况由于固态存储突出的优势、上游存储颗粒dFlash的性价比日益提高，固态存储模组已逐渐取代机械硬盘（HDD）成为下一代主流数据存储介质。固态存储模组是以半导体存储器为基础制造的各类存储产品，其主要原材料DFlash的出货量持续增长。2021年，全球DFlash出货总容量达到612，573PB，较2020年环比增长36．06%。随着全球DFlash原厂产能进一步扩充及3D闪存堆叠技术的持续提升带来存储密度的增加，预计2022年全球DFlash出货总容量将达到750，352PB，环比2021年增长22．49%。随着人工智能、物联网、大数据、5G等新兴应用场景不断落地，电子设备需要存储的数据量越来越庞大，固态存储覆盖的下游消费级、工业级和企业级各代表细分市场需求爆发式增长，从而带动行业持续扩容。固态存储模组的形态多种多样，具体包括（1）固态硬盘（SSD），根据产品形态可以分为2．5寸SSD、U．2SSD、M．2SSD、mSATA、SATASlim等，主要用于台式机、笔记本及服务器等计算设备；（2）嵌入式存储模组，具体包括eMMC、UFS、SPID等，主要内嵌于手机、智能终端等电子产品；（3）移动式存储模组，具体包括CF卡、SD卡、microSD卡、U盘、移动硬盘等便携式移动存储器，方便数据在不同设备之间转移。行业的主要存储模组产品属于固态硬盘及移动式存储模组范畴。按照应用领域划分，存储模组可分为消费类、工业类和企业类，不同应用领域的存储模组在可靠性、可用性、性能、定制化程度等方面存在区别。数据存储行业发展情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。据中国信通院的数据，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Statista的预测数据，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IDC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。（一）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Gartner的数据，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。（二）固态存储逐步成为主流存储技术数据产生量的爆发式增长驱动对存储需求大幅增长，也促进了存储方式的进一步创新和发展。按照底层物理存储介质来分，数据存储主要有光存储、磁存储和电存储（又称固态存储或半导体存储）三种方式。三种存储技术的读取原理不同，性能上亦存在优劣势，适用于不同的应用场景。光存储在读取速度及使用便利性方面存在限制，多用于低访问率的冷数据存储场景。磁、电介质能够保持数据一直在线，提高数据响应速度，是当前主要的数据存储方式。基于dFlash的固态存储在数据存储速度、抗震、能耗等方面性能突出，其优势主要体现在：1）固态存储完全半导体化，不存在磁盘寻道时间，延迟时间较短，数据存取速度快；2）固态存储无机械运动结构，防震抗摔，即使发生与硬物碰撞，数据丢失的可能性能够降到最低，且不产生噪音，功耗低，复杂环境下的可靠性大大增强；3）固态存储完全半导体化，结构紧凑，可根据使用场景需求设计成各种不同接口、形状的产品，适应性大大增强。基于固态存储突出的优势，加之上游DFlash的产能逐步稳定，性价比日益得到体现，其已逐渐取代机械硬盘（HDD）成为下一代主流数据存储介质。据IDC的数据，2020年，全球范围内固态硬盘在出货量上首次完成对传统机械硬盘的超越，这一趋势将继续保持并不断强化。数据存储市场需求层次分析目前，Internet上的数据量爆炸性增长，数据总量呈指数上升，IDC数据中心存储系统必须具有足够的容量以适应不断增长的数据量。存储系统不光要有大量的现实容量，还应该具有很好的可扩展性，能根据数据量的增长提供无缝的、不停机的容量扩充。信息是具有时效性的，对于企业而言，及时获得所需数据非常关键；对于ICP而言，较高的访问速度是服务质量的重要指标。对于宽带应用，存储系统的带宽要与网络带宽相适应。因此，存储系统的响应速度和吞吐率是IDC数据中心存储系统应该密切关注的问题。从历史上看，计算机速度的瓶颈已逐渐从20世纪80年代的CPU和90年代的网络带宽转移到I/O子系统。因此，要提高IDC数据中心存储系统的整体性能，存储系统的性能提高是一个关键问题。IDC数据中心存储系统存储了企业大量的关键数据，因此，必须保证这些数据始终是安全可用的。在任何情况下，例如系统产生错误或遇到意外灾难，数据都不能丢失。系统应具有快速故障恢复能力，保证应用系统永不停机（7×24小时不间断工作），数据始终保持完整性和一致性。IDC数据中心存储系统保存着大量的业务数据。对这些数据的管理不光体现在应用层的管理，还体现在存储系统的管理。这主要表现在集中的自动化管理，如数据按特定规则的备份、对系统性能和流量等特性的监测、存储设备的负载平衡等。现在磁盘、磁带的存储容量每年增长1倍，基本上能适应数据的增长。在IDC数据中心存储系统，存储任务是由以上述技术为基础构成的存储系统来完成的，主要有问问通、磁盘阵列、磁带库和光盘库。新出现的SAN（存储区域网）、NAS（附网存储）和集群存储等新的网络存储结构为存储系统容量和性能的扩展提供了有力的支持。另外，数据共享技术在一定的条件下可以缓解容量问题。对于高性能方面，在单个磁盘读写性能提升空间有限的前提下，并行I/O技术和Cache技术成为主角。并行I/O技术目前在国际上正被广泛研究，像磁盘阵列技术、多通道技术等已得到广泛应用。目前研究的重点是大规模并行I/O和多级存储技术，它们主要是从存储系统的整体结构入手，利用SAN和集群等技术进一步提高存储系统的整体性能。对于Cache技术，针对不同的应用（如数据库中事务处理方式、WWW方式等）采用合适的数据预取策略正被广泛应用。此外，采用光纤通道技术作为新一代存储接口已成为趋势，促进了存储系统性能的提高。对于数据可用性问题可从多个层面进行讨论。磁盘阵列是一种最基本的高可用存储技术。在IDC数据中心存储系统，应选择双电源、双控制器、没有单点故障的磁盘阵列。对于系统层面，集群、SAN等技术也可以大大促进系统可用性的提高。另外，Standby技术、系统整体冗余、远程实时备份和灾难恢复等技术也是高可用性存储所不可缺少的技术。数据共享、无缝扩展、实时备份、容错技术、系统监控、流量控制、远程数据备份、灾难恢复等无一不需要相应的软件进行保障。对于IDC数据中心存储系统，高效、稳定、安全的问问通存储软件是必不可少的，而这一点过去往往被人们忽视。现在，人们已开始认识到存储管理的重要性。着名IT企业，如IBM、Compaq、HP等，均推出了自己的存储管理软件，专业的存储软件公司，如VERTIAS公司，在存储软件方面更有全线的存储管理软件可供选择。存储器行业发展现状存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据，其利用磁性材料或半导体等材料作为存储介质，实现程序和数据的存储。在计算机的运算过程中，输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都会保存在存储器里，可以说存储器是现代信息技术发展的核心部件之一。按介质的不同，存储器可分为磁性存储器、半导体存储器和光学存储器；按使用类型可分为随机存储器和只读存储器。存储器行业产业链分析存储器行业产业链上游主要为材料及设备供应环节；中游为存储器生产供应环节；下游广泛应用于计算机、消费电子、网络通信、汽车电子、智能终端等各个领域。半导体材料是存储器主要原材料之一，在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下，本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力，逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局，推进中国半导体材料国产化进程，促进中国半导体材料行业的发展。据资料显示，2021年我国半导体材料行业市场规模达119．3亿元，同比增长22．2%。存储器行业中国规模我国存储器市场主要集中在DARM和DFlash领域。在存储器细分市场，光存储和磁存储逐渐往企业级市场方向发展，其中光存储目前在企业级市场应用快速发展，很大程度地拉动了整个存储器市场的发展。据资料显示，2020年我国存储器行业市场规模为3223亿元，同比增长11．9%。硬盘市场行业发展概况全球数据量的爆发性增长，导致数据存储需求持续增加，硬盘作为计算机系统的数据存储器，是计算机最主要的存储设备。根据Trendforce数据，2