所有存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu),最終都需要將用戶數(shù)據(jù)存放到某一類最底層物理介質(zhì)中。目前,底層物理存儲介質(zhì)有光、磁、電三種,對應(yīng)的用于企業(yè)級存儲市場主要產(chǎn)品類型有藍(lán)光存儲、磁帶、機(jī)械硬盤、固態(tài)硬盤。如光存儲技術(shù)是用激光照射介質(zhì),通過激光與介質(zhì)的相互作用使介質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)變化,將信息存儲下來的技術(shù)。
存儲器分光存儲、半導(dǎo)體存儲和磁存儲
存儲器的主要功能是存儲程序和各種數(shù)據(jù),并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。存儲器是具有“記憶”功能的設(shè)備,它采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計(jì)算機(jī)中采用只有兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”的二進(jìn)制來表示數(shù)據(jù)。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符,例如英文字母、運(yùn)算符號等,也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲和操作。
高速緩沖存儲器Cache,存取指令和數(shù)據(jù)存取速度快,但存儲容量小;主存儲器(內(nèi)存儲器),存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間的大量程序和數(shù)據(jù)存取速度較快,存儲容量不大;輔助存儲器(外存儲器),存放系統(tǒng)程序和大型數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)庫存儲容量大,單位成本低。
存儲器作為計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部件之一,既可以在程序的運(yùn)行過程中暫時(shí)存儲運(yùn)算數(shù)據(jù),也可以完成對數(shù)據(jù)的長時(shí)間記錄。最早的存儲設(shè)備基于磁性介質(zhì),自20 世紀(jì)50年代直至70年代初,磁芯存儲一直是計(jì)算機(jī)主存的標(biāo)準(zhǔn)方式,所有大型和中型計(jì)算機(jī)也采用了這一系統(tǒng)。
存儲器依照特點(diǎn)不同可分為眾多類別。存儲器種類眾多,具有不同的分類方法,按存儲形式不同,存儲器可分為三大類:光學(xué)存儲,根據(jù)激光等特性進(jìn)行存儲,常見的有DVD/VCD等;磁性存儲,常見的有磁盤、軟盤等;半導(dǎo)體存儲器,采用電能存儲,是目前應(yīng)用最多的存儲器。依照斷電后是否還能保留數(shù)據(jù),可分為“易失性(VM)”與“非易失性(NVM)”存儲兩大類。按是否可以直接被CPU讀取,可分為內(nèi)存(主存,如RAM)和外存(如ROM,硬盤等)。
光存儲里藍(lán)光存儲國產(chǎn)化率不足10%
在光存儲行業(yè),傳統(tǒng)光存儲消費(fèi)級市場容量縮減,主要原因是其作為數(shù)據(jù)傳輸媒介功能的消亡,而作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的功能,以藍(lán)光數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)的光存儲產(chǎn)品在海量數(shù)據(jù)冷熱分層存儲時(shí)代才剛剛起步。
我國在光存儲領(lǐng)域起步發(fā)展較晚,在CD、DVD、BD技術(shù)時(shí)代的基礎(chǔ)技術(shù)專利方面缺乏話語權(quán)(類似于通信技術(shù)的1G、2G和3G技術(shù)時(shí)代),藍(lán)光存儲的國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格由海外廠商主導(dǎo)制定推廣,相對應(yīng)的大部分規(guī)格技術(shù)專利被海外 商把持,包括飛利浦、索尼、松下等。針對國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格背后的規(guī)格技術(shù)專利,海外廠商采取開放式授權(quán)方式,同時(shí)為提高效率,飛利浦、松下、日立、索尼、戴爾、惠普等擁有藍(lán)光核心技術(shù)的海外企業(yè)組建 One-Blue,LLC.藍(lán)光專利池,以公司形式運(yùn)作對外進(jìn)行藍(lán)光一站式許可。該些規(guī)格技術(shù)專利從CD、DVD一直延續(xù)至藍(lán)光存儲(例如尺寸大小等),生產(chǎn)過程中涉及該專利池,需要與One-Blue, LLC.簽署注冊協(xié)議并向該專利池支付專利授權(quán)相關(guān)費(fèi)用。除了底層基礎(chǔ)技術(shù)需要授權(quán)外,全球共9家底層編碼策略通過國際藍(lán)光聯(lián)盟認(rèn)證,其中僅有紫晶存儲一家中國企業(yè),由此可見我國藍(lán)光存儲的國產(chǎn)化率不足10%。
半導(dǎo)體存儲里的DRAM和NAND Flash是“卡脖子”技術(shù)
著名咨詢公司IC Insights按市場,單位出貨量,對35個(gè)主要IC產(chǎn)品細(xì)分市場(例如DRAM,16位MCU,電源管理模擬設(shè)備等)發(fā)布了最新2017-2024年預(yù)測。在存儲細(xì)分領(lǐng)域里,DRAM和NAND Flash占比高達(dá)98%,市場的高度集中化、壟斷化成為市場常態(tài),三星、SK海力士、鎧俠、鎂光和英特爾等霸占了大部分的市場份額。
根據(jù)ChinaFlashMarket數(shù)據(jù),受價(jià)格下跌影響,三星在2019年四季度DRAM營收環(huán)比下滑3%至68.8億美元,但其市場份額仍位列第一;SK海力士在2019年四季度DRAM營收為45.4億美元,市場份額達(dá)29.3%,排名第二;美光2019年四季度市場份額為21.5%,排名第三;南亞與華邦分別位列第四和第五,市場份額分別為2.8%和0.9%。
根據(jù)ChinaFlashMarket數(shù)據(jù),在2019年四季度三星營收為43.5億美元,市場份額達(dá)到35.1%,較上季度增加1.6個(gè)百分點(diǎn),排名第一;KIOXIA市占份額達(dá)到18.9%,排名第二;NAND Bit出貨量環(huán)比大漲24%,使得西部數(shù)據(jù)在四季度營收環(huán)比增長12.6%達(dá)18.4億美元,排名第三;美光、英特爾、SK海力士分列第四、第五、第六位。由此可見在NAND Flash市場,中國企業(yè)暫無一席之地。
磁存儲三分天下
TrendFocus 磁存儲領(lǐng)域現(xiàn)在主要以機(jī)械硬盤為主,根據(jù)TrendFocus數(shù)據(jù),2019年全球機(jī)械硬盤競爭格局中希捷占比40%,西部數(shù)據(jù)占比35.5%,東芝占比24%。
僅有藍(lán)光存儲和半導(dǎo)體存儲有國產(chǎn)替代空間
在光存儲行業(yè),CD/DVD設(shè)備制造已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,但作為剛剛起步的藍(lán)光存儲(BD存儲),根據(jù)行業(yè)內(nèi)企業(yè)龍頭紫晶存儲和易華錄的2019年年報(bào)數(shù)據(jù),結(jié)合全球共9家底層編碼策略通過國際藍(lán)光聯(lián)盟認(rèn)證(其中僅有紫晶存儲一家中國企業(yè)),初步估算2019年我國BD存儲的市場規(guī)模約在100億左右。
在半導(dǎo)體存儲行業(yè),根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2019年我國集成電路行業(yè)行業(yè)銷售額為7562.3億元,其中存儲芯片占比約30%,由此我國半導(dǎo)體存儲市場規(guī)模約為2269億元。
在磁存儲領(lǐng)域,全球的磁存儲以機(jī)械硬盤為主,磁帶存儲的方式基本退出市場,機(jī)械硬盤市場集中率極高,CR3占據(jù)99.5%以上,導(dǎo)致我國整個(gè)磁存儲行業(yè)市場規(guī)模較小。同時(shí)考慮到機(jī)械硬盤(HDD)正在被固態(tài)硬盤SDD所取代,由此可推斷出未來HDD的國產(chǎn)化發(fā)展必要性不強(qiáng)。
半導(dǎo)體存儲替代空間最大
在未來受益于云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)的普及,我國數(shù)據(jù)存儲需求增量或持續(xù)保持高增長。據(jù)中國閃存市場統(tǒng)計(jì),我國在2018年消耗了閃存產(chǎn)能的32%用以滿足龐大的數(shù)據(jù)需求量,但與之形成對比的是我國較為匱乏的國產(chǎn)存儲設(shè)備。目前世界存儲芯片制造多集中于美國、日本與韓國,我國存儲器產(chǎn)業(yè)初步覺醒,尚處于迅速成長階段,伴隨著國產(chǎn)存儲廠商堅(jiān)持獨(dú)立自主,我國存儲器芯片長期、高度依賴海外的問題或在不久的將來徹底根除。隨著國產(chǎn)替代不斷加速,國產(chǎn)廠商的崛起有望打開我國目前龐大的企業(yè)及存儲的存量市場。
根據(jù)存儲介質(zhì)的不同可分為光存儲、半導(dǎo)體存儲和磁存儲,考慮三大存儲類別中,僅有光存儲中的藍(lán)光存儲和半導(dǎo)體存儲需要進(jìn)行國產(chǎn)替代,故而信創(chuàng)存儲行業(yè)主要分析這兩類,根據(jù)分析可知,2019年我國信創(chuàng)存儲市場空間超過2223億元。