SSD主控芯片的未来战场

近期，SSD主控芯片的动态频频。忆芯流片高性能企业级PCIe4.0 SSD主控芯片STAR2000，该芯片基于12nm工艺，含50亿晶体管；华存研发出国内首颗 PCIe5.0 SSD存储主控芯片，预计 2022 年下半年量产。

而与此同时，全球第一大SSD主控芯片厂商慧荣寻求出售。在5月份，慧荣 科技 与MaxLinear共同宣布，由MaxLinear依约透过现金与股票交易的方式收购慧荣 科技 。

SSD主控芯片市场风雨欲来。

回顾2021年SSD的主控市场，全球SSD主控芯片出货量为4.19亿颗，较2020年3.85亿颗，年度增长8.83%。

在云计算、数字经济等需求的带动下，服务器市场不断扩张，随之带来的是SSD越来越受到欢迎。中国企业级SSD呈现高增长态势，根据预测2022、2023年中国企业级SSD市场规模同比增长37%、28%，于2025年达到489亿元人民币。

作为SSD的三大件之一，主控芯片的作用不言而喻。SSD的主控芯片本质上是一颗小型处理器，主控芯片的好坏直接决定了固态硬盘的实际体验和使用寿命，不同架构、核心晶体管数量的多少、频率的高低都会影响主控的性能。

目前固态硬盘的主控主要分为两大阵营：一类是各存储原厂，诸如三星、Intel、美光等巨头基于IDM生产模式生产，其中三星的主控自产自销，基本不单独出售主控。另一类是Fabless厂商，例如Marvell、慧荣及群联电子。

从全球控制芯片市场来看，三星占据约45%的市场份额；慧荣 科技 、群联电子、 Marvell等厂商，合计占据约40%的市场份额。

去年第三季度开始，半导体产业链濒临供应链断裂与缺货危机，各个大厂也在面临产能危机问题。随着需求持续增加，某些渠道商与传统产品代理商为了加速获利开始囤货，最终给整个产业带来了巨大的冲击。

但随着SSD主控芯片的需求剧增，相关主控芯片厂商业绩也有所增加。慧荣 科技 总经理苟嘉章也曾表示：“主控芯片供货的缺口很大，深圳的主力客户们2021年的业绩都比上一年成长了50%-100%。”

而今年开年，SSD闪存芯片价格下跌的同时，主控芯片却宣布了涨价。国内SSD主控芯片企业得一微发布了涨价通知，宣布对旗下的嵌入式主控芯片涨价，而且涨幅一次就有50%。

2021年，海外SSD主控芯片厂商全球出货量占比89.67%，本土SSD主控芯片厂商全球出货量占比10.33%。随着市场需求的增加，国内SSD主控厂商正在大力崛起。目前大陆在做SSD控制器的厂商多达三四十家，从数量上看已经超越了美系、台系的品牌。这数十家的新兴势力加上中国台湾和美国等地方的厂商，毫无疑问，一场SSD主控争夺战正式开打。

Marvell性能较好，一直是主控市场上性能的佼佼者，其SSD控制器基于NAND Edge LDPC引擎，支持在企业和超大规模数据中心环境中使用高性能和大容量的SSD，并兼容TLC、QLC和SLC存储器，数据安全及数据纠错能力领先。

慧荣和群联是台系主控代表，慧荣是全球最大的NAND Flash控制芯片供应商，也是第一大SSD主控芯片出货商，其主控以不错的性能和低廉的价格为主要特点，整体较为平衡。群联主控性价比好，中低端市场有优势。

而大陆厂商中，得一微、国科微、华存、华澜微、忆芯 科技 、联芸 科技 、得瑞都是SSD主控厂商的一员。

华澜微电子是我国首颗SATA接口SSD主控芯片推出者。华澜微已推出一系列的SSD主控芯片，涵盖SATA接口和PCIe接口。官方信息披露，华澜微SATA3 SSD控制器单月出货突破30万套。同时，华澜微也拥有基于自家主控芯片的SSD解决方案，可提供给客户采用。

忆芯 科技 由原Memblaze的芯片开发部拆分而成立，初始目标是设计高性能企业SSD控制器。最近忆芯 科技 集中发力企业级SSD主控芯片，其高端企业级PCIe Gen4 SSD主控芯片STAR2000即将推出。下一代PCIe Gen5的产品忆芯 科技 已经开始预研，DPU的应用在加速落地。

得一微在2019年全面进军固态存储主控市场，从消费级到企业级，从SATA到PCIe。其消费级产品主要是SATA SSD主控芯片，以及PCIe3主控芯片已经量产，明年会有企业级PCIe3产品上市。目前从得一微的规划来看，消费级PCIe4研发已基本完成，企业级PCIe4和PCIe5产品也将同步进行研发。值得注意的是，在今年3月得一微开始IPO并完成上市辅导备案报告。

联芸 科技 则是国内SSD主控的一个重要玩家。联芸 科技 推出一系列PCIe接口固态硬盘（SSD）控制芯片和解决方案，其SSD控制芯片支持所有主要NAND Flash原厂的MLC、TLC及QLC NAND Flash，同时支持最先进的安全协议，支持SM2、SM3、SM4、AES256、SHA256、RSA2048加解密安全算法。PCIe接口SSD控制芯片可全面覆盖消费级、工业级以及企业级应用SSD产品中，大幅度提升设备的可靠性、稳定性、性能和安全性。

去年国内本土SSD厂商主控芯片原厂出货量快速增长，并被全球主流SSD模组和品牌厂商所接受。整体上看，国内的SSD主控芯片已可实现低端替代，并向中高端迈进。

这些年SSD主控市场风云变幻，美国公司是SSD主控行业的先驱，但是日渐衰落，随之而起的中国台湾公司凭借更好的性价比成为主流，同时大陆市场上也崛起了多家SSD主控厂商，正在成为SSD主控第三波的主战场。

但是SSD随着NAND闪存正式进入3D制程发展，主控芯片的设计愈加复杂、门槛也越来越高。对相关新入者来说，这是一个挑战。

PCIe接口SSD主控距离量产尚有距离

国产SATA接口SSD主控器已达到了国际先进水平，但在PCIe方面大陆仍有很长的一段路要走。尽管国内有多家国产SSD主控器厂商宣布推出研发PCIe接口SSD主控器，但实际量产仍然较少。SSD主控器研发的成功与否于是否能够实现大规模量产并非同一件事。

华存电子今年宣布了自主研发出国内首颗PCIe5.0 SSD存储控制芯片，并于4月底在台积电成功流片。但当时主要还处于样品和小规模试产阶段，要达到规模量产程度还需求较长路要走，华存也预计将于今年下半年投入量产。

SSD主控器研发技术难度更需要综合考虑SSD主控器研发难度、与之适配的固件研发难度、大规模量产研发难度等整体难度。国产PCIE接口SSD主控器与国际先进水平相比还有较大的差距。

并且，SSD主控的量产还需要于不同厂商的NSND闪存颗粒进行搭配。SSD产业链中NAND原厂的话语权最高，不同厂商的NAND闪存颗粒特性差异较大，同一厂商NAND颗粒制程不同，产品差异性也非常大。而目前掌握NAND闪存颗粒核心技术的厂商中，三星、铠侠、美光、SK海力士、西部数据、英特尔这六家长期垄断者全球95%以上的份额。实力非常小的国产SSD主控器厂商，很难获得这些原厂支持，也就很难实现规模量产。

部分企业核心IP从国外授权/购买使用许可

如果从国产的角度看，国内目前的SSD控制器实际上并非“全国产”。即使是国产的控制器其中的核心IP也是从国外授权或者购买使用许可的。SSD主控芯片架构主要基于ARM架构，也有部分SSD厂家采用RISC架构。由于IP掌握在别人手中，因此，在成本上面没有竞争力，在技术演变发展方面也是被制约的。

总的来讲，中国不缺芯，缺的是高端芯片的生产能力。众所周知，芯片行业的发展需要长时间的创新研发积累。截止目前SSD主控器依旧是一款高技术门槛的集成电路芯片。随着国内创新大环境不断活跃，中国SSD芯片行业也需要主动抓住市场优势，利用政策、资金、人才等优势，着力强化自身。国产化才是唯一出路。

当前，全球范围内SSD主控制造能力仍集中在少数 IT 巨头及芯片代工厂手中，国内厂商出产的主控更多集中于消费级产品，而企业级 SSD 主控主要由三星、英特尔、美光等国际巨头垄断。但随着中国企业级SSD市场不断增长，企业级SSD无疑是继消费级之后的又一条出路。

国产SSD主控芯片迎来新的战场。

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