中国企业级固态硬盘行业发 展洞察 2021.9 iResearch Inc. 摘要 作为 IT核心基础设施 之一 ， 存储设备随着数字经济带来的全球数据量的爆发不断演进 ， 以满足数字经济时 代用户对大容量 、 高性能 、 高可靠和高安全存储的需求 。 固态硬盘 （ SSD） 是以闪存为存储介质的半导体 存储器 ， 其相对于机械硬盘 （ HDD） 具备 读写速度快 、 延迟低 、 抗震性好 等优势 ， 在全球硬盘市场上的出 货量占比不断提高 ， 并于 2020年首次超过了 HDD的出货量 。 经艾瑞核算 ， 2020年我国企业级固态硬盘市场规模为 161亿元 ， 到 2025年这一市场规模有望增至 489亿元 ， 期间 CAGR约 25%， 市场增速较快； PCIe产品已经成为国内企业级固态硬盘市场增长的主要来源 ， 2020年 市场占比达到 59%， 正逐步替代 SATA固态硬盘 ， 预计到 2025年这一占比将达到 90%。 云计算和互联网 厂商是国内企业级固态硬盘产品最主要的下游客户 ， 2020年其需求规模占国内市场约 2/3 的比例 ， 未来数年也将是推动市场需求增长的主力 。 存储行业处于 IT核心基础设施 地位 ， 融合 新兴技术产 业 带来的需求推动及固态硬盘 替代机械硬盘 的供给侧结构变化 ， 将对企业级固态硬盘市场构成有力的增长 支撑 。 固态硬盘三大核心技术包括 闪存 、 主控芯片 和 固件 。 固态硬盘自诞生以来其相关技术不断发展：闪存单元 存储数据量不断提高 ， 由 1bit发展到 3bit、 4bit；闪存架构由 2D发展到 3D， 且堆叠层数持续提升 ， 由 32层发 展到目前接近 200层；接口和主机通信技术由 SATA+AHCI向 PCIe+NVMe转换 ， 而 PCIe及 NVMe协议标准 为了满足固态硬盘产品的高速传输要求也正处于不断更新迭代之中；上述技术的不断发展也对固态硬盘厂 商的固件水平及设计能力提出了越来越高的要求 。 一方面 ， 我国企业级固态硬盘市场仍将面临包括 短期供应链震荡 、 中美经贸摩擦以及全球市场结构变动 带 来的不确定性 ， 需要企业和市场加强研发自主性和供应链多元化；另一方面 ， SCM存储介质 、 PLC闪存 架构以及 EDSFF规格 等产品技术发展也将进一步提高企业级固态硬盘满足市场多元需求的能力 ， 进一步 释放市场空间 。 从目标市场的角度 ， 固态硬盘产品主要分为消费级和企业级两类 。 企业级固态硬盘的终端客户主要分布在 云计算 、 互联网 、 政府 、 金融和能源等行业 ， 其对固态硬盘产品在 性能 、 容量 、 使用寿命 、 可靠性 、 兼容 性 和 企业级特性 等方面有着更加严苛的要求 。 研究范围说明 固态硬盘是以闪存为核心存储介质的半导体存储器 按核心存储介质进行分类 ， 存储器分为光学存储器 、 半导体存储器和磁性存储器三大类：光学存储器利用激光在磁光材料 上进行读写操作 ， 数据不易失且耐用性好；磁性存储器是在金属或者塑料表面涂上磁性材料作为记录介质 ， 工作时利用磁 头在磁层上运动进行读写操作 。 ROM是半导体存储中的非易失性类别 ， 断电后存入的数据不会消失； NAND Flash是 ROM 的一种 ， 通过改变电压来对存储器中的数据进行擦除和改写 。 固态硬盘就是以 NAND Flash为核心存储介质的半导体存储 器 ， 按用途可再分为消费级和企业级两类 。 本报告研究对象为企业级 SSD市场 。 注释： 1 本图中“ PROMs”指代 PROM、 ePROM、 eePROM等； 2 除企业级和消费级外， SSD还有少量专门面向工业企业和车辆用的工规、车规级产品，此处省略。 来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 按核心存储介质分类的不同存储器产品及三大类存储器对比 机械硬盘 软盘 磁带 CD DVD ROM 非 易失 RAM 易 失 其他 DRAM SRAM PROMs1 Flash NAND 固态硬盘 光存储 半导体存储 （ 电存储）存储器 磁存储 传统 vs 新一代 NOR 企业级 消费级 PCIe 本报告 核心研 究范围SATA 其他 按面向用户分类 2 按 通 道 技 术 分 类 4 企业级 SSD行业市场背景 1 中国企业级 SSD行业现状分析 2 中国企业级 SSD代表企业案例 3 中国企业级 SSD行业挑战与展望 4 5 1.1 存储产业环境 数字经济 IT基础产业地位 全球计算机存储器演进历程 半导体存储市场 数字经济 数字经济规模高速增长，数据量有望迎来进一步爆发 信息化的不断发展是推动存储设备演化和进步的重要动力 。 随着全球范围内企业数字化转型的快速发展 ， 数据将呈现海量 增长趋势；大数据 、 云计算 、 人工智能 、 5G通信等新兴技术的发展也在推动数据来源和结构愈加复杂多样 ， 基于数据的新 产品 、 新模式 、 新体验不断涌现 ， 数据成为企业最重要的资产之一 。 预计到 2035年 ， 全球每年产生的数据量将达到 2142ZB， 约为 2020年的 45倍 。 与数据量规模共同增长还有上述前沿 IT科技所推动的数字经济的市场规模 ， 2020年我国数字经济规模 达到 39.2亿元 ， 占当年 GDP规模的比重由 2005年的 14.2%攀升至 38.6%。 数据量的增长和数字经济的繁荣所带来的对存储 设备的需求具备高度刚性 ， 而市场对数据存储质量 、 传输速度等性能方面不断提升的要求也推动着存储设备技术的持续进 步 ， 需求迭代与技术迭代将共同促进存储器市场释放进一步增长空间 。 来源：中国信通院（ 2020），艾瑞咨询研究院根据公开资料研究及绘制。 2016-2035年部分年度全球产生数据量估算 2005-2020年部分年度中国数字经济规模 注释： 1ZB = 10244 GB 来源：中国信通院， Statista（ 2020），艾瑞咨询研究院根据公开资料研究及绘制。 2.6 4.6 9.5 16.2 27.2 31.3 35.8 39.214.2% 15.2% 20.3% 26.1% 32.9% 34.8% 36.2% 38.6% 2005 2008 2011 2014 2017 2018 2019 2020 数字经济规模（万亿元） 数字经济占 GDP规模的比重（ %） 18 26 33 41 47 175 612 2142 2016 2017 2018 2019e 2020e 2025e 2030e 2035e 全球数据量（ ZB） CAGR = 29% IT基础产业地位 存储器为 IT基础硬件，半导体存储符合战略新兴产业标准 数字经济的发展与 IT基础设施产业互为表里 、 相辅相成：数字应用市场的繁荣为 IT基础设施带来旺盛的市场需求 、 增加市 场关注及资本投入 ， 推动 IT底层技术推陈出新 、 不断进步；而 IT技术的进步也有助于帮助下游企业发掘潜在市场空间 、 实 现业务模式的创新和降本增效 。 一般来说 ， 传统 IT基础设施总体分为计算 、 存储和通信三大板块 ， 分别以 CPU/GPU， 固 态硬盘 /机械硬盘 、 交换机 /路由器等为核心产品 。 存储板块在信息产业的发展中具备先导性和需求刚性 ， 在数字经济蓬勃 发展的市场大环境下 ， 存储行业的增长前景具备充分的想象力 。 同时 ， 2010年以来国家加强对集成电路产业的引导和扶持 ， 将其列入 “ 新一代信息技术产业 ” 和 “ 战略性新兴产业 ” 之中 ， 半导体存储器受到政策引导和产业资本支持 ， 将获得更广 阔的发展空间 。 来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 IT基础硬件三大核心板块及其核心产品 2010年 10月国务院下发 国务院关于加快培育和 发展战略性新兴产业的决 定 ， 集成电路产业列入 “ 新一代信息技术产业 ” 受到国家战略重视 2020年 9月国家发改委等 四部门联合印发 关于扩 大战略性新兴产业投资培 育壮大新增长点增长极的 指导意见 ， 进一步强调 加强促进新一代信息技术 产业发展 包括固态硬盘在内的半导 体存储产业是集成电路产 业的重要组成部分 ， 受到 政策引导将收获更广阔的 发展空间 负责信息传 输和沟通的 IT 基础设施 板块 核心产品： 交换机 、 路 由器 等通信 负责数据处 理和运算的 IT 基础设施板 块 核心产品： CPU/GPU 计算 负责数据存储的 IT 基础设施板块 核心产品： 固态 硬盘 、 机械硬盘 、 磁带 等 存储 IT基础设施 三大核心板块 基础通信 云计算 检索 流媒体 数据库 互联网服务 企业数字化 基础支撑 全球计算机外存储器演进历程 计算机存储介质呈现磁 -光 -半导体的发展路径 注释： 1 穿孔纸带数据容量约为不足 100byte/张穿孔纸卡； 2 以 NAND Flash为存储介质的 SSD产品的规模商用时间约为 2005-2010年，其中 2005年三星宣布 SSD研发成功， 2006年 正式推出第一代产品，英特尔于 2008年推出第一代 SSD产品。 来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 1940s 1950s 1960s 1970s 1980s 1990s 2000s 2010s 1950s 1970s 穿孔纸带 1 1940s U盘 2000s PresentTB DVD 1990s PresentGB CD 1980s Present100 MB 固态硬盘 2 1970s Present100 TB 软盘 1960s 2000sMB 机械硬盘 1950s Present10 TB 磁带 1950s PresentTB 磁芯存储器 KB 1950s 1970s 最高存储容量级存储器 主要商用时间 自上世纪 40年代 电子计算机问世 以来 ， 计算机存 储设备也在随着 其他硬件设备的 发展和软件 、 数 据量的不断增长 处于持续的迭代 更新中 。 整体来 看 ， 存储介质经 历了磁 -光 -半导 体的变化历程 ， 带来的是单位存 储器容量的大幅 上升 、 数据读写 速度的飞跃以及 存储器单位物理 体积的显著缩小 。 2005 全球计算机外存储器演进历程 半导体存储市场 2003-2020年间存储 IC复合增速领跑全球 IC市场 2020年存储 （ Memory） 集成电路市场规模达到 1175亿美元 ， 仅次于逻辑 （ Logic） 电路位列第二；期间复合增长率约 8%， 位列四类集成电路第一；同期市场规模占比自 23%提升至 33%。 存储集成电路主要由 DRAM和 NAND Flash两大类产品构 成 ， 前者是内存类产品的存储介质 ， 后者是固态硬盘的存储介质 。 此前受到 NAND Flash产能转换带来的原材料供应充裕 度影响 ， 2018年前后存储 IC价格经历了先大幅上升既而迅速下滑的变动 ， 带来了市场规模的短期波动 。 WSTS（ 世界半导 体贸易统计组织 ） 预测 2021年全球集成电路市场将继续维持增长态势 ， 增速将达到 11%左右 ， 其中存储 IC市场增速约为 8%；长期来看 ， 全球范围内存储集成电路市场将保持良好的增长态势 ， 尽管疫情的影响给半导体市场带来不确定性 ， 全 球范围内不断深化的数字化进程仍将为这一市场的增长提供有力的保障 。 存储集成电路是内存和闪存主要的上游原材料 ， 其稳健的增长步伐折射出相应产品市场的强劲需求 。 来源： WSTS，艾瑞咨询研究院根据公开资料研究及绘制。 2003-2021年全球分产品集成电路市场规模及存储市场占比 268 314 319 369 365 356 320 423 423 393 401 444 452 478 531 588 539 557 641 435 507 547 539 562 531 483 606 652 602 587 621 613 606 639 672 664 697 763 369 495 577 602 673 735 652 774 788 817 859 916 908 915 1022 1093 1065 1184 1339 325 471 485 585 579 463 448 696 607 570 670 792 772 768 1240 1580 1064 1175 1264 23% 26% 25% 28% 27% 22% 24% 28% 25% 24% 27% 29% 28% 28% 36% 40% 32% 33% 32% 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021e Analog（亿美元） Micro（亿美元） Logic（亿美元） Memory（亿美元） MMR（ %） 10 1.2 从 HDD到 SSD 结构与基本原理解析 核心性能指标对比 全球出货量趋势 单位存储成本趋势 单盘平均容量趋势 结构与基本原理解析（ 1/2） HDD以磁盘为存储介质， SSD以半导体为存储介质 目前常见的计算机外存储设备为 HDD机械硬盘和 SSD固态硬盘两大类 。 从机械硬盘到固态硬盘的演进是存储器领域最重要 的革新之一 。 两类产品的内部构造有着显著的区别 ， 机械硬盘以通常由玻璃制成的一张或者多张磁盘为核心存储介质 ， 工 作时磁盘绕主轴高速转动 ， 产生的气流使得磁头停留在磁盘上方一个微小的距离并以磁化的方式读取磁盘上对应位置的数 据 直观上看 ， 机械硬盘的工作流程与唱片机播放唱片的过程十分相似；固态硬盘的内部没有圆形的磁盘 ， 取而代之的 存储介质是被称为闪存颗粒的半导体材料 ， 通过主控运行固件程序来控制数据读写 ， 工作时依靠传递电信号的方式进行数 据的传输而不发生任何机械运动 。 来源：图片来自 Intel公开信息，艾瑞咨询研究院根据公开资料研究及绘制。 机械硬盘与固态硬盘内部构造示意图 HDD-机械硬盘 SSD-固态硬盘 磁盘转轴 磁盘 永磁铁 磁头 音圈马达 磁头传动臂 闪存芯片 接口 缓存（非必须） 主控 来源：艾瑞咨询研究院根据公开资料自主研究及绘制。 结构与基本原理解析（ 2/2） SSD架构分为前 /中 /后端，由固件连接主机接口与存储介质 从计算机系统结构上看 ， 主机经文件系统和底层驱动将数据命令通过接口传达给固态硬盘 ， 数据在固态硬盘内部经 FTL （ 闪存转换层 ） 地址转换后实现在闪存块 （ NAND） 中的写入和读取 。 其中 ， 固态硬盘所使用的存储介质 NAND Flash虽然 具有速度快 、 单位容量大等优势 ， 也存在逻辑和物理地址分离 、 不能覆写 、 寿命有限 、 存在读干扰和坏块等特点 ， 需要通 过 FTL和固件的其他算法功能包括坏块管理 、 地址转换 、 垃圾回收 、 磨损均衡等算法和功能对其进行管理优化 ， 以提升固 态硬盘整体的性能 、 更好地满足客户对固态硬盘产品的高质量和性能需求 。 固态硬盘的系统调用结构与基本工作原理 &闪存特性 SSD接口 FTL 坏块管理 地址转换 垃圾回收 磨损均衡 NAND & NAND接口 SSD os 文件系统 底层驱动 固态硬盘基本工作原理 主机通过文件系统和驱动系统向固态硬盘发出命令 ， 经固态硬盘处 理后由前端接口向主机传输结果和数据 。 写入时 ， 固态硬盘接受要 写入的数据后 ， FTL利用地址转换功能为待写入的数据分配一个闪 存地址 ， 将数据写入到对应位置；读取时流程基本与此相反 ， 由 FTL按照地址确认数据在闪存中的位置 ， 获取后返回给主机 。 闪存的主要特性及 FTL（固件）的相应功能 逻辑 /物理地址分离 ： SSD中数据存储的物理位置和逻辑位置不同 ， 需要通过 FTL对两个地址进行转换 ， 实现数据的正常读写 不能覆写 ：闪存不能直接覆盖式写入 ， 对于无效数据 ， 需要 FTL进行 “ 垃圾回收 ” ， 为新写入的数据提供空间 寿命上限 ：闪存块基本元件 “ 浮栅晶体管 ” 的隧道氧化层在使用过 程中会逐渐磨损 ， 需要 FTL尽可能均衡分配闪存块的使用次数以延长 使用寿命 读干扰和数据保持： 由于半导体在使用中的磨损以及电子的自然流 失 ， 存储在 SSD中的数据会发生读取出错的现象 ， 需要 FTL识别并 修正出错的数据 前 中 后 全球出货量趋势 固态硬盘相较于机械硬盘出现较晚 ， 市场推广早期份额较低 ， 2015年全球出货量占比仅有不到 15%。 据统计核算 ， 2020 年全球固态硬盘出货量首次超过机械硬盘 ， 2023年全球固态硬盘出货量占比将超 60%， 达到 2015年占比的 4倍以上；此外 ， IDC数据显示 ， 2020年全球企业级固态硬盘支出已超过企业级机械硬盘 ， 预计这一趋势未来仍将持续 。 固态硬盘相较于机 械硬盘在诸多领域有着显著的性能优势 ， 而固态硬盘出货量占比的持续增长体现出市场对其高性能的认可 ， 随着其价格持 续优化 ， 市场竞争力将会进一步提高 ， 实现对机械硬盘更深层的替代 。 来源： 1 IDC； 2 Techno Systems Research， TrendFocus，艾瑞咨询研究院根据公开资料、结合艾瑞统计模型核算及绘制。 2016-2023年全球机械硬盘和固态硬盘出货量 2020年全球 SSD出货量首次超过 HDD 446 423 394 333 276 242 220 205 111 135 188 260 317 343 363 377 2016 2017 2018 2019 2020 2021e 2022e 2023e 全球 HDD出货（百万块） 全球 SSD出货（百万块） 从机械硬盘和固态 硬盘的使用场景来 看 ， 消费级的固态 硬盘主要在较高性 能 PC和笔记本中将 逐步替代机械硬盘； 而在企业级领域 ， 在高性能计算 、 流 媒体应用等对数据 保存质量 、 传输速 度 、 使用频率较高 的应用场景中固态 硬盘产品更能够满 足客户要求 ， 在使 用量上将逐步渗透 传统机械硬盘的市 场空间 单位存储成本趋势 预计到 2026年 SSD存储成本有望与 HDD持平 由于固态硬盘原材料成本较高 、 整体性能更加出色 ， 自其进入市场以来 ， 单位存储成本一直高于机械硬盘 。 全球范围来看 ， 2013年固态硬盘平均每 TB单价约为 2220美元 ， 是机械硬盘 （ 60美元 ） 的 37倍； 2020年固态硬盘每 TB单价下降至 128美元 ， 平均每年 （ 复合 ） 降价幅度超过 30%， 与机械硬盘的差距也下降至 6倍 。 除 2017年左右由于原材料价格上升带来的单价上 升外 ， 固态硬盘存储成本一直处于下降中 ， 预计到 2026年固态硬盘单位存储成本将与机械硬盘持平 ， 2026年后更有望低 于机械硬盘 。 固态硬盘价格变动主要受原材料及下游市场的供需关系影响 ， 存储成本的下降主要来源于全球固态硬盘产能 的上升和产品技术的进步 ， 并将直接推动固态硬盘加速替代机械硬盘 。 来源： Wikibon、 IDC、 Gartner等，艾瑞咨询研究院根据公开资料研究及绘制。 2013-2030年全球 SSD及 HDD容量单价变化走势 60 22.2 2220 128 37.0 24.4 18.7 15.4 16.4 14.1 8.5 5.8 4.1 3.1 2.2 1.7 1.3 1.0 0.9 0.6 0.5 0.5 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021e 2022e 2023e 2024e 2025e 2026e 2027e 2028e 2029e 2030e HDD $/TB SSD $/TB SSD/HDD 2026：预计 SSD存储成本 追平 HDD 单盘平均容量趋势 2015-2023年 SSD平均容量 CAGR约 16% 据统计 ， 2015年全球固态硬盘平均容量约为 276GB， 预计到 2023年将增长至 894GB， 期间 CAGR约为 16%。 固态硬盘平 均容量的增长主要得益于闪存介质 NAND Flash相关技术的进步 ， 包括存储单元从 SLC到 QLC的演进以及 3D-NAND层数的 不断增加 。 一般来说 ， 单块固态硬盘容量的增长也伴随着读写速度以及使用寿命的提升 ， 随着企业对数据存储容量和质量 的要求进一步提升 ， 企业级固态硬盘产品还将进一步推陈出新 。 注释：含企业级和消费级产品。 来源： Techno Systems Research， TrendFocus，艾瑞咨询研究院根据公开资料、结合 艾瑞统计模型核算及绘制。 2015-2023年全球固态硬盘平均容量及增长趋势 2016-2023年全球 SSD出货容量规模 276 322 388 484 500 623 696 790 894 16.4% 20.5% 24.7% 3.4% 15.6% 11.8% 13.5% 13.2% 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021e 2022e 2023e SSD平均容量（ GB） YoY（ %） 33 49 84 121 184 222 267 314 45.5% 47.0% 72.8% 43.2% 51.8% 21.0% 20.3% 17.4% 2016 2017 2018 2019 2020 2021e 2022e 2023e 全球 SSD出货容量规模（ EB） YoY（ %） 注释： 1EB = 10243GB。报告所列规模历史数据和预测数据均取整数位（特殊情况：差 值小于 1时精确至小数点后一位），已包含四舍五入的情况；增长率的计算均基于精确的 数值进行计算。 来源： 艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 16 1.3 SSD NAND技术 闪存单元存储位数 闪存单元存储位数的演进 3D NAND层数的提升 SSD NAND技术综述 （本节对固态硬盘核心存储介质 NAND Flash的主要技术发展趋势进行了归纳和分析，内容请见本报告完整版） 17 1.4 SSD-主机通信技术 SSD-主机 通信技术综述 PCIe的性能优势 PCIe的技术迭代 SSD规格的演进 NVMe的性能优势 （本节对固态硬盘与主机连接的通信技术分类、性能、发展趋势进行了归纳和分析，内容请见本报告完整版） 18 企业级 SSD具备突出性能 企业用户对 SSD的核心需求 企业级 SSD采用高可靠性设计 全球企业级 SSD市场规模 企业级 SSD应用场景 1.5 企业级 SSD综述 企业级 SSD具备突出性能 除高传输速度之外 ， 企业级固态硬盘具备容量大 、 使用寿命长 、 稳定性和可靠性高等特点 ， 在保护数据安全方面有着更好 的表现 ， 在数据中心里通常由多个企业级固态硬盘构成存储阵列 ， 形成更大的存储空间并带来读写速度的进一步提升 。 企 业级固态硬盘的高性能优势可以通过与消费级产品的对比体现 。 相较于前代的外存储器产品 ， 高性能的固态硬盘更能满足 现代企业数字化经营过程中对 IT基础设施的要求 ， 帮助企业优化 TCO。 企业级 /消费级 SSD整体应用场景及性能对比 企业级 SSD以大容量、高速度、长寿命和稳定性满足企业数 字能力需求，优化企业 TCO 20 更大的单盘容量 1TB 20TB 消费级 企业级消费级 企业级 常用规格 M.2 AIC/M.2/U.2 消费级 企业级 常规用途 2 更快的传输速度 2.5GB/s 5GB/s 消费级 企业级 50 更长的寿命（ TBW） 1000 50000 1/10 更高的可靠性要求（ UBER） 10-15 消费级 企业级消费级 企业级 10-16 注释 ： 1 所示性能数据仅代表量级，不代表具体产品性能指标； 2 传输速度所示数据均为 PCIe 3.04规格的固态硬盘。 来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 企业用户对 SSD的核心需求 企业对产品寿命、稳定性、数据保护价值、系统兼容性、使 用体验等有更高要求 在数字经济时代 ， 大量企业将内部信息系统和业务系统实现了数字化升级 ， 底层数据对内关乎着企业日常经营的稳定 ， 对 外决定着信息化业务的正常运营 。 固态硬盘作为数据的载体 ， 除了高传输速度和大容量之外 ， 企业还对产品包含使用寿命 、 稳定可靠 、 功耗控制 、 系统兼容 、 数据纠错 、 数据保存能力在内的多方面性能提出了严格的要求 。 整体来看 ， 企业客户更 加在意产品可靠性 ， 而闪存介质的特性在带来高速度和大容量的同时也存在相应的缺陷 ， 需要厂商通过技术创新进行优化 ， 更好地满足企业客户的使用需求 。 本章节将对企业级固态硬盘的高性能优势 、 高可靠设计及市场地位进行阐释和分析 。 来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 企业客户对固态硬盘的参数 /功能需求 闪存介质寿命相对较短 ， 而企业 级应用数据吞吐量较大 ， 更需要 固态硬盘产品的寿命期充足 使用寿命 数据中心通常大规模采购固态硬 盘 ， 运行产生的电力成本较高 ， 带来客户对功耗控制的重点关注 功耗控制 企业数据存储量大 ， 且数据正确 性关系业务稳定和客户信息 ， 对 存储产品的纠错能力有较高要求 数据纠错 SSD作为基础硬件 ， 运行稳定性 即连续运作不发生故障能力对业 务的连续性至关重要 稳定可靠 企业客户 IT基础设施普遍存在异 构现象 ， 固态硬盘需对不同的服 务器及操作系统具备充分兼容性 系统兼容 闪存自身的磨损及掉电等突发状 况可能造成数据丢失 ， 企业客户 需要产品对数据具备安全稳定的 保存能力 数据保存 企业级 SSD 部分参数 /功 能需求 企业级 SSD采用高可靠性设计 安全可靠、数据完整是企业级 SSD的设计着眼点 JEDEC（ 固态技术协会 ） 在 2010年发布的行业标准文件对固态硬盘耐力测试方法和耐力工作负载做出了规范化的要求 ， 企业级固态硬盘需要支持较重的写入工作量 、 更恶劣的环境条件和更低的不可修复错误比特率 （ UBER） ， 可看出二者的 主要差别在于对企业工作环境的适应和对数据完整性的保护 。 根据美光发布的消费级 /企业级固态硬盘产品对比 ， 企业级产 品对于数据保护的范围更广 ， 消费级产品的断电保护往往只能覆盖已经存入闪存介质中的数据 ， 而企业级产品则能够覆盖 到缓存中的数据 。 此外 ， 采用 NVMe协议的固态硬盘在数据块中加入 CRC等验证信息 ， 通过 SSD主控和主机端进行数据校 验 ， 从而及时发现数据错误 、 实现端到端的数据保护 ， 提升存储数据的完整性和正确性 。 来源： JEDEC，艾瑞咨询研究院根据公开资料研究及绘制。 来源：美光，艾瑞咨询研究院根据公开资料研究及绘制。 JEDEC对企业级和消费级 SSD的性能要求 企业级 SSD更重视对数据断电丢失的防护 支持的工 作环境 （通电） 数据保存 环境（断 电） FFR UBER 消费级 40 8h/D 30 1年 3% 10-15 企业级 55 24h/D 40 3个月 3% 10-16 待写数据 硬盘接口 缓存 闪存介质 消费级 SSD数据保护范围 企业级 SSD数据保护范围 全球企业级 SSD市场规模 未来 3年全球企业级 SSD市场增长态势良好 消费级固态硬盘主要安装于消费电子产品如个人电脑 、 平板 、 手机等移动设备中；企业级固态硬盘主要安装于企业以及数 据中心服务器中 。 由于我国广大的人口基数以及不断提高的居民消费水平 ， 加之互联网服务加速普及 、 形式不断创新 ， 消 费电子产品普及率不断提升 ， 为消费级固态硬盘市场创造了良好的发展环境 。 随着企业数字化转型进一步推进以及工业互 联网加速铺开 ， 未来企业级市场在固态硬盘市场中的地位也将提升 ， 估计 2020年全球企业级固态硬盘市场规模约为 161亿 美元 ， 到 2023年有望增至 305亿美元 ， 期间复合增长率约为 24%。 来源：根据公开资料、企业访谈，结合艾瑞统计模型核算。 注释：报告所列规模历史数据和预测数据均取整数位（特殊情况：差值小于 1时精确至小 数点后一位），已包含四舍五入的情况；增长率的计算均基于精确的数值进行计算。 来源： BCG，根据公开资料、企业访谈，结合艾瑞统计模型核算。 2020年国内新增企业级 /消费级 SSD容量比例 2017-2023年全球企业级固态硬盘市场规模 145 194 126 161 205 226 305 101.2% 34.1% -35.0% 27.6% 27.4% 10.2% 35.1% 2017 2018 2019 2020e 2021e 2022e 2023e 企业级 SSD市场规模（亿美元） 同比增速（ %） 企业级 1 2 3 4 5 消费级 企业级 SSD应用场景 以云服务为渠道，企业级 SSD广泛服务于流媒体、大数据分 析等高性能数字化场景 随着云计算在全球范围内的不断推广 ， 作为云服务基础 IT设施的数据中心产业也将不断扩张 。 据全球固态硬盘行业领先企 业海力士统计 ， 2020年全球数据中心容量约为 9亿 TB， 到 2030年这一规模能达到 51亿 TB， 期间复合增长率近 20%； 2020 年数据中心之中有约 20%的存量数据采用固态硬盘来存储 ， 到 2030年这一比例将有望提升到 55%。 促使固态硬盘应用于数 据中心的因素包括：固态硬盘相较于机械硬盘有着更优的性能 、 未来数年固态硬盘的价格将会稳定下降 、 新兴的大数据和 人工智能应用对数据通信速度的要求进一步提高等 。 经由云计算这一企业实现数字化转型的通用渠道 ， 企业级固态硬盘产 品广泛服务于流媒体 、 数据库 、 大规模集群计算 、 大数据分析以及各行业数字化等高性能应用 ， 提升企业的数字化经营和 服务能力 。 来源：海力士，艾瑞咨询研究院根据专家访谈、公开资料研究及绘制。 2020&2030年全球数据中心容量（存量）及 SSD存储空间（存量）占比的变动 2020 2030e SSD， 55% SSD， 20% 0.9 5.1 2020 2030e 全球数据中心存容量（ Bn, TB） CAGR = 19% 24 企业级 SSD行业市场背景 1 中国企业级 SSD行业现状分析 2 中国企业级 SSD代表企业案例 3 中国企业级 SSD行业挑战与展望 4 本章提要 2.1 国内企业级固态硬盘市场增长空间广阔， PCIe固态硬盘市场份额将持续提升 经艾瑞测算 ， 2020年国内企业级固态硬盘市场规模为 161亿元 ， 到 2025年这一市场空间有望增至 489亿元 ， 复合增速约为 25%； 2020年 PCIe产品在国内企业级市场中的占比为 59%， 到 2025年有望增至 90%。 国内企业 级固态硬盘市场增长空间广阔 ， 并将进一步由 PCIe类产品主导 。01 2.2 主控、闪存、固件为核心技术，云 &互联网企业为下游最主要客户群 从产业链角度上看 ， 企业级固态硬盘整体分为硬件和软件两大部分 ， 硬件主要包含控制器 、 存储芯片及模组中 其他硬件部分 ， 软件主要为固件 。 国内头部企业已经逐步积累技术和渠道优势 ， 正持续加大研发投入与技术创 新 ， 有望实现竞争力的进一步增强 、 市场份额的进一步提升；国内企业级固态硬盘的下游客户主要位于云计算 &互联网行业 ， 运营商 、 金融 、 能源 、 政务等领域也存在规模化的市场需求 。02 2.3 供需侧多因素共同推动行业增长，国内厂商迎来良好发展机遇 从需求侧来看 ， 包括企业级的人工智能 &大数据 、 5G通信 、 边缘计算在内的新兴 IT应用将对高质量存储设备产 生大量需求；从供给端来看 ， 固态硬盘技术进步和成本下降带来的对传统机械硬盘的替代效应将为这一产业释 放可观的市场空间 ， 而国产化替代趋势下 ， 国内厂商也有望进一步地实现市场份额的提高 。03 26 2.1 市场概况 中国企业级 SSD市场规模 SSD行业发展历程 中国企业级 SSD市场份额 （本页按销售收入口径对国内市场企业级 SSD以及企业级 PCIe SSD份额进行了量化分析， 请见本报告完整版） SSD行业发展历程 国内企业加速追赶国际行业龙头 21世纪前 ， 固态硬盘技术和商业化的探索主要集中在美 、 日 、 韩等国 ， 领先企业包括美国的 Intel、 西数 ， 日本的东芝 、 日 立以及韩国的三星 、 海力士等 ， 21世纪前 10年是全球存储行业龙头加速布局的时期 ， Intel、 三星等在 2010年前后陆续进入 中国市场 ， 2017年后随着 3D-NAND技术的进一步成熟以及国内互联网经济蓬勃发展 ， （ 企业级 ） 固态硬盘行业进入繁荣 期 。 2013年之前 “ 中国制造 ” 是国内存储产业的主要运营模式 ， 2014年后国内半导体产业在国家政策的支持下加速发展 ， 在主控 、 闪存等产业链环节逐步实现对国外供应商的替代 ， 从产品性能和产能方面追赶国际领先企业 。 来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 全球及中国（企业级）固态硬盘行业发展历程 1967 1991 2001 2007 2008 2011 2014 2016 2017 2019 萌芽期 探索期 发展期 繁荣期 探索期 追赶期 1967： 美国 的贝尔实验 室 发 明 了 NAND Flash 技术的前身 - 浮栅晶体管 1991： 美国 闪迪公司发 货第一块商 业闪存 SSD 2001 ： 美国 Texas Memory Systems公司发 布了第一款企业 级 SSD， 该公司 于 2012年被 IBM 收购 2007 ： 东芝 公司首次发布 3D-V NAND 技术 1967 1991 2001 2007 2008 2009 2010 2013 2017 2008： Intel推 出旗舰企业级 SSD产品 X25- E Extreme 2010： 东芝公布首 条企业级固态硬盘产 线；日立和希捷联合 开发企业级 SSD 2013： 三星推出首款企业 级 PCIe SSD， 同年开始 规模生产 3D NAND芯片2009： SSD容量达到 HDD水平 2007： 华为发布第一 代企业级 SSD产品 2014： “ 大 基金 ” 设立 2016：长江存储 、 合 肥长鑫 、 晋华集成相继 成立 ， 兆易创新上市 2017：紫光 存储成立 2008： 国科微成立 2019：国科微 推出全国产的 SSD主控 2011： 忆恒创 源成立 萌芽期 中国企业级 SSD市场规模 PCIe固态硬盘将为国内的行业增长带来主要增量 按销往境内市场的金额口径核算 ， 2020年我国企业级固态硬盘市场规模为 161亿元 ， 其中 PCIe固态硬盘占市场总规模的比 例约为 59%， 已超过 SATA及其他类型的企业级固态硬盘 ， 同时较 2018年 32%的比例也有大幅提升 。 预计到 2025年 ， 国内 企业级固态硬盘市场规模将增至 489亿元 ， 5年间复合增速约 25%， 而 PCIe固态硬盘市场份额比例将增至 90%。 2019年 ， NAND Flash等原材料价格下降导致固态硬盘成品价格同步走低以及销量相对增长 ， 导致当年市场规模较 2018年小幅下降 。 2020年国内固态硬盘价格趋于平稳 ， 且由于受到疫情影响 ， 互联网和云服务加速渗透市场 ， 刺激企业级固态硬盘市场加速 增长 。 随着企业数字化转型进一步推进 ， 云计算 、 5G、 大数据和人工智能应用不断创新 ， 数字产业规模还将进一步增长 ， 企业级固态硬盘作为基础 IT硬件设施 ， 市场增长空间广阔 。 注释：报告所列规模历史数据和预测数据均取整数位（特殊情况：差值小于 1时精确至小数点后一位），已包含四舍五入的情况；增长率的计算均基于精确的数值进行计算。 来源：根据公开资料、企业访谈，结合艾瑞统计模型核算。 2018-2025年中国企业级固态硬盘市