存儲器/嵌入式存儲器的市場機會　

作者 / 迎九 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：美光科技嵌入式產(chǎn)品事業(yè)部市場副總裁Kris Baxter在2018年“慕尼黑上海電子展”期間，介紹了美光及多家行業(yè)分析師對存儲器尤其是嵌入式存儲器市場的預(yù)測，重點是DRAM和NAND在汽車和工業(yè)領(lǐng)域的趨勢。

1 整個存儲市場的規(guī)模

　　據(jù)美光及多家分析公司的報告，2017年存儲市場總規(guī)模達到1350億美元，同比增長60%。市場規(guī)模的大幅度增長來自于兩個方面，第一，需求端的增長，對于數(shù)據(jù)需求增幅很快;第二，部分原因是產(chǎn)品價格上升，導(dǎo)致整個市場規(guī)模在快速上漲。

　　如果和半導(dǎo)體市場相比，半導(dǎo)體市場同比增長20%，存儲市場增速達到57%，在整個半導(dǎo)體市場中是增速最快的部分。

　　如果對比DRAM和非易失性存儲，可以看到兩部分增速都很快，同比增長都在50%以上(非易失性存儲52%，易失性存儲67%)，如圖1。

1.1 未來的增長點和機遇

　　在企業(yè)級應(yīng)用中，在線事務(wù)處理的需求增加，對于低延遲內(nèi)存的需求越來越高，對于內(nèi)存性能要求有較大提升。另外網(wǎng)絡(luò)端，由于數(shù)據(jù)和信息傳輸量大幅度增加，對于內(nèi)存處理速度和存儲的需求都有大幅度增長。

　　對于嵌入式存儲器，主要增長點包括兩個部分，一是汽車領(lǐng)域，從長遠來看主要的增長點來自自動駕駛。自動駕駛的發(fā)展需要時間相對較長。目前汽車領(lǐng)域也有很多新特點和新功能出現(xiàn)，例如高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)、車載娛樂系統(tǒng)功能的越來越豐富，另一個增長點在于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、消費物聯(lián)網(wǎng)的需求也在增加。

1.2 DRAM和NAND的增長狀況

　　考慮到技術(shù)演進的趨勢和需求增長，如圖2，2016-2020年，DRAM年均增速(CAGR)為20%~25%。NAND Flash(閃存)的市場增速比DRAM快很多，從需求端來看增速是40%~45%，增長點是來自于數(shù)據(jù)傳輸量和云端本地數(shù)據(jù)存儲量的快速增長。從NAND Flash到SSD，需求的增速都非?？?。因此為了滿足高增速的需求，對于NAND來說，一方面要進行技術(shù)升級，另一方面要提高產(chǎn)能。

　　如果把DRAM行業(yè)進行細分，可以看出多個領(lǐng)域在推動DRAM市場的發(fā)展。過去推動DRAM市場發(fā)展的主要因素到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，新的增長點很多來自于新領(lǐng)域和新的解決方案。關(guān)于DRAM增長，如圖2右上圖表中的紫色代表PC和圖形，深藍色代表服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)，相對較淺的藍色代表移動、最淺的藍色代表汽車和嵌入式?？梢钥吹轿磥鞵C端比例大幅度下降，取而代之的是移動端和服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)的幅度上升，這些是DRAM過去幾年以及未來幾年增長的主要領(lǐng)域。另外最上面的淺藍色部分所代表的汽車和嵌入式相關(guān)領(lǐng)域，絕對增速非常快，但是占總量的比例仍然非常少。

　　而在NAND增長方面，如圖2右下圖表，紫色代表消費類和其他、深藍色代表USB和存儲卡、稍淺的藍色代表移動端、最淺的藍色代表SSD。大多數(shù)需求從過去可移動存儲媒介轉(zhuǎn)移到移動端、手機端的存儲和數(shù)據(jù)中心、SSD和大規(guī)模計算基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域，未來發(fā)展基本上也會集中這幾個領(lǐng)域。

　　在此強調(diào)一下，盡管汽車和工業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)在總需求占比量比較小，但是美光內(nèi)部有一個專門的部門服務(wù)于這個市場，負責(zé)提供創(chuàng)新的解決方案，實現(xiàn)長期供貨，滿足汽車和工業(yè)領(lǐng)域的需求。根據(jù)分析師的數(shù)據(jù)，美光在汽車存儲領(lǐng)域的市場份額達到了40%左右，是僅次于美光的競爭對手的3倍以上。

1.3 存儲器的宏觀市場需求

　　如圖3，2000年左右大部分的增長來自PC端，市場規(guī)模310億美元;到2010年左右，大部分增長是來自于移動、社交領(lǐng)域，市場規(guī)模翻一倍;到2017年市場規(guī)模又翻一倍。所以基于現(xiàn)在的情況，下一個大增長點可能來自于大數(shù)據(jù)和人工智能(AI)，整個過程大概包括從終端設(shè)備(包括汽車、手機、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、消費物聯(lián)網(wǎng))采集數(shù)據(jù)，在邊緣分析數(shù)據(jù)，然后對于所分析數(shù)據(jù)進行傳輸，再存儲到云端或者是企業(yè)端?；谶@樣的判斷，美光及行業(yè)分析師認為未來存儲和內(nèi)存市場將進入非常令人興奮的時代。

　　在第三波浪潮中，一個重要機會是AI從云移至計算邊緣方面的機會，尤其嵌入式產(chǎn)品在邊緣計算領(lǐng)域的機會。

　　過去的整個流程是從邊緣設(shè)備上采集數(shù)據(jù)，通過路由器傳輸?shù)椒?wù)器或云端，通過AI技術(shù)進行分析或者是對數(shù)據(jù)進行更新，然后把更新數(shù)據(jù)傳回邊緣計設(shè)備中?，F(xiàn)在增加了智能網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品，使很多計算可以在邊緣設(shè)備上進行，即在設(shè)備內(nèi)部就可以進行計算和存儲。

2 嵌入式存儲器市場機會

2.1 存儲對于邊緣AI至關(guān)重要

2.1.1 汽車

　　重點看一下自動駕駛。自動駕駛發(fā)展過程從概念車到早期測試車，再到初期應(yīng)用，大規(guī)模生產(chǎn)可能要到2025或者是2030年才會實現(xiàn)。

　　具體到自動駕駛規(guī)劃，如表1上半部分，現(xiàn)在很多車的無人駕駛技術(shù)應(yīng)用，基本停留在L1、L2級別：L1是單獨功能，包括剎車、自適應(yīng)巡航、車道保持等;L2是使加速、剎車、車道保持等功能具有一定的協(xié)同效果。L3級別的技術(shù)應(yīng)用會在2019年出現(xiàn)，可以在某些地點或情景下，實現(xiàn)不用雙手控制方向盤的自動駕駛。實現(xiàn)車內(nèi)無方向盤的全自動駕駛技術(shù)預(yù)計會在2021年出現(xiàn)，屆時依靠車本身就能夠做出安全的決策。

　　現(xiàn)在大部分AI技術(shù)應(yīng)用到自動駕駛的是發(fā)生在云端：車是信息傳載者，車接受信息后作出初步推理，將信息傳輸?shù)皆粕?，通過云端的深度學(xué)習(xí)做出判斷再傳回，之后AI的決策將作用于車本身。所以隨著未來在車內(nèi)進行計算和存儲需求越來越多，單輛車對于存儲需求量會增大。

　　具體地，短期來看，在2019-2020年，能夠?qū)崿F(xiàn)深度學(xué)習(xí)計算發(fā)生在云端，最終傳輸?shù)杰噧?nèi)做決策。如果要實現(xiàn)大規(guī)模車內(nèi)計算的應(yīng)用，需要到2025年左右。

2.1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

　　如表1下半部分表格，其實和自動駕駛的車輛有一點相似，也是將智能技術(shù)融入到邊緣設(shè)備中。首先是安防監(jiān)控，監(jiān)控領(lǐng)域有很多攝像頭等邊緣設(shè)備，它們的智能化程度越來越高，這也導(dǎo)致對存儲產(chǎn)品需求的大幅上升。

　　現(xiàn)在可以看到全世界范圍內(nèi)，在過去一兩年智能監(jiān)控攝像頭應(yīng)用大幅上升，過去幾年的監(jiān)控智能化程度也越來越高，現(xiàn)在更多的IP監(jiān)控攝像頭擁有更多的內(nèi)嵌功能，例如圖像識別、數(shù)據(jù)處理和存儲，這些功能在攝像頭邊緣設(shè)備上就可以完成，并不需要像過去一樣，需要大量的NVR(網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機)設(shè)備進行存儲。IP攝像頭功能越來越強大，例如清晰度從2K到4K的提升，以及一些攝像頭甚至能夠識別所拍攝的事物是否存在威脅及潛在風(fēng)險，這些功能都會提升對于內(nèi)存產(chǎn)品的需求。

　　信息在邊緣設(shè)備上進行處理和存儲的功能越來越強，對云端的依賴有所減緩，這樣一方面使得決策速度更快，另外上傳信息可進行優(yōu)先級設(shè)置。這些計算包括智能化需求，都推動了存儲產(chǎn)品的發(fā)展。

2.2 汽車業(yè)的存儲趨勢

　　*電動化。指電池和燃料電池供電的電動汽車，特點是能效更高，多元化程度更高。

　　*互聯(lián)化。指車聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)程度越來越高。這種車聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)會從不同切入點接入，從車載系統(tǒng)及娛樂系統(tǒng)加入AI技術(shù)，包括車對車互聯(lián)，車對基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)，車對云端互聯(lián)等。

　　*共享化。越來越多城市中的共享車輛數(shù)量也越來越多?，F(xiàn)在很多人不再自己擁有一輛車，而是選擇共享方式，改變了人們對于汽車的使用方式。如果是共享車輛模式，如未來的自動駕駛出租車，理論上這輛車一周7天、每天24小時運行，這對于車內(nèi)電子設(shè)備和系統(tǒng)的質(zhì)量、可靠性、安全性要求會比原來有大幅度提升。

　　*自動駕駛。存儲的需求來自于很多方面，一方面從傳感器端對信息進行存儲和傳輸，然后傳輸?shù)杰噧?nèi)，最終做決定控制車輛，這個過程對于存儲和內(nèi)存產(chǎn)品需求都有大幅度上升。第二，車內(nèi)駕駛體驗，包括未來語音識別、手勢識別、駕駛員監(jiān)控、屏幕分辨率提升和功能提升，這些涉及到的一個問題就是存儲什么數(shù)據(jù)，其中一種比較典型的數(shù)據(jù)是高清3D地圖數(shù)據(jù)信息，未來更多存儲在車上，以便使用的時候速度更快，所以這對于數(shù)據(jù)處理速率有一定要求，并不是對數(shù)據(jù)進行不斷處理，而是要求更快的存儲寫入速度。另外車內(nèi)數(shù)據(jù)儀表盤未來對于存儲產(chǎn)生很高要求，分辨率可能會漲到4K。

　　汽車領(lǐng)域是NAND、DRAM兩條腿走路、齊頭并進。圖4展示了在自動駕駛L1~L5不同階段對于內(nèi)存和存儲產(chǎn)品需求的變化情況。左側(cè)是DRAM需求圖。L1、L2級別的自動駕駛大多數(shù)需要能夠由LPDDR4來滿足，而隨著技術(shù)要求越來越高，這個需求未來更多將會由LPDDR5和GDDR6產(chǎn)品來滿足更高的計算性能。過去很多產(chǎn)品用在圖像處理、游戲和消費領(lǐng)域，現(xiàn)在對于產(chǎn)品進行升級、尤其是GDDR6來支持全新場景。

　　圖4右邊圖是存儲產(chǎn)品(容量)的需求量情況，現(xiàn)在e.MMC產(chǎn)品對于現(xiàn)有應(yīng)用需求滿足情況還是不錯，基本上可以滿足8 GB到64 GB到128 GB的容量。未來對于存儲的尤其寫入速率、容量要求和性能的要求越來越高，會從e.MMC轉(zhuǎn)到UFS，再轉(zhuǎn)到PCle。

2.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的存儲趨勢

　　包括智能監(jiān)控攝像頭中添加智能網(wǎng)關(guān)的趨勢，工廠對于數(shù)據(jù)采集的需求不斷增加，以通過更好的決策使工廠自動化程度有所提升。智能攝像頭在邊緣設(shè)備上深度學(xué)習(xí)需求也是越來越多。另外一個領(lǐng)域涉及智能交通，也有不同的形式來得以體現(xiàn)，無人機、智能火車、智能卡車等。

　　在此強調(diào)一下智能安防監(jiān)控領(lǐng)域，如圖5。未來攝像頭的高清程度越來越高，邊緣設(shè)備分析數(shù)量越來越多，邊緣存儲也會成為更加主要的存儲方式，所有一切都將增加安防監(jiān)控領(lǐng)域?qū)Υ鎯Ξa(chǎn)品的需求。未來在傳輸出和存儲方面更加關(guān)注一些主要事件發(fā)生時的數(shù)據(jù)傳輸，并不是所有在邊緣設(shè)備上的數(shù)據(jù)都要不斷上傳。未來攝像頭分析技術(shù)也會越來越先進。

　　這一領(lǐng)域從量的角度來說未來有大幅度增長，未來更加智能的技術(shù)都將融入邊緣設(shè)備當(dāng)中，設(shè)備數(shù)量將以幾十億的規(guī)模不斷增加。在未來，邊緣設(shè)備能力越來越強，使得整個系統(tǒng)更加智能，響應(yīng)速度更快。據(jù)行業(yè)分析報告，2017年全球?qū)I(yè)渠道的IP攝像頭出貨量達到9800 萬臺，2020年這個數(shù)據(jù)會超過6 億臺，監(jiān)控視頻的存儲容量需求約為200~400 EB。2015-2020年，IP攝像頭的復(fù)合年增長率為25%。

2.3.1 智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所帶來的好處

　　據(jù)ABB首席數(shù)字官 Guido Jouret 2017年4月的報告，現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備中其實只有3.5%的工業(yè)設(shè)備采用了先進智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，意味著現(xiàn)在的滲透率還是非常低，未來潛力非常巨大，會推動對內(nèi)存和存儲產(chǎn)品的需要。

　　美光工廠內(nèi)部也做了一些實驗：自己工廠實驗收集到的每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為5TB(相當(dāng)于3000小時的電影容量)，通過使用新技術(shù)可以縮短產(chǎn)品時間周期(良率提升25%)、并使產(chǎn)量提升10%，進而使質(zhì)量提升35%。由此可見，新技術(shù)帶來的好處是非常大的。

3 易忽視的“總體擁有成本”與“工業(yè)商數(shù)”

　　無論工業(yè)、零售還是個人等領(lǐng)域，其實考慮的是產(chǎn)品和技術(shù)總體擁有成本。這不僅僅是購買產(chǎn)品成本，還涉及到產(chǎn)品技術(shù)、評估和驗證成本、認可和認證成本、更換和廢棄成本、退換貨，另外是公司和產(chǎn)品聲譽問題。現(xiàn)在有很多領(lǐng)域涌現(xiàn)，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和電動汽車等領(lǐng)域都是新領(lǐng)域，所以有一些新的玩家進入，但是如果產(chǎn)品質(zhì)量本身不夠過關(guān)，公司聲譽很快會受到影響。

　　工業(yè)商數(shù)(IQ)對于用戶和市場都是非常重要的概念，因為無論應(yīng)用什么產(chǎn)品，都要保證可靠性和本身產(chǎn)品質(zhì)量。例如汽車領(lǐng)域，車內(nèi)使用的某項技術(shù)要保證5-7年之內(nèi)有不間斷的供應(yīng)支持，另外在工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谌魏渭夹g(shù)設(shè)施進行替換，成本都是非常高的。所以芯片供應(yīng)商推出的產(chǎn)品，一方面要保證自己的技術(shù)過硬，另一方面要保證有長期供貨的能力。

4 結(jié)論

　　現(xiàn)在存儲和內(nèi)存市場增速非常快，比業(yè)內(nèi)2017年預(yù)計的增速還快。未來邊緣設(shè)備智能化程度越來越高，對服務(wù)器、云端、企業(yè)級應(yīng)用的需求越來越多，存儲產(chǎn)品的未來市場將是十分令人興奮的。

　　參考文獻：

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　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第4期第4頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。