存儲器/嵌入式存儲器的市場(chǎng)機會(huì )　

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(chǎng)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(chǎng)的預測，重點(diǎn)是DRAM和NAND在汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域的趨勢。

1 整個(gè)存儲市場(chǎng)的規模

　　據美光及多家分析公司的報告，2017年存儲市場(chǎng)總規模達到1350億美元，同比增長(cháng)60%。市場(chǎng)規模的大幅度增長(cháng)來(lái)自于兩個(gè)方面，第一，需求端的增長(cháng)，對于數據需求增幅很快;第二，部分原因是產(chǎn)品價(jià)格上升，導致整個(gè)市場(chǎng)規模在快速上漲。

　　如果和半導體市場(chǎng)相比，半導體市場(chǎng)同比增長(cháng)20%，存儲市場(chǎng)增速達到57%，在整個(gè)半導體市場(chǎng)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(cháng)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(lái)的增長(cháng)點(diǎn)和機遇

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

　　對于嵌入式存儲器，主要增長(cháng)點(diǎn)包括兩個(gè)部分，一是汽車(chē)領(lǐng)域，從長(cháng)遠來(lái)看主要的增長(cháng)點(diǎn)來(lái)自自動(dòng)駕駛。自動(dòng)駕駛的發(fā)展需要時(shí)間相對較長(cháng)。目前汽車(chē)領(lǐng)域也有很多新特點(diǎn)和新功能出現，例如高級駕駛員輔助系統(ADAS)、車(chē)載娛樂(lè )系統功能的越來(lái)越豐富，另一個(gè)增長(cháng)點(diǎn)在于傳統物聯(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(cháng)狀況

　　考慮到技術(shù)演進(jìn)的趨勢和需求增長(cháng)，如圖2，2016-2020年，DRAM年均增速(CAGR)為20%~25%。NAND Flash(閃存)的市場(chǎng)增速比DRAM快很多，從需求端來(lái)看增速是40%~45%，增長(cháng)點(diǎn)是來(lái)自于數據傳輸量和云端本地數據存儲量的快速增長(cháng)。從NAND Flash到SSD，需求的增速都非?？?。因此為了滿(mǎn)足高增速的需求，對于NAND來(lái)說(shuō)，一方面要進(jìn)行技術(shù)升級，另一方面要提高產(chǎn)能。

　　如果把DRAM行業(yè)進(jìn)行細分，可以看出多個(gè)領(lǐng)域在推動(dòng)DRAM市場(chǎng)的發(fā)展。過(guò)去推動(dòng)DRAM市場(chǎng)發(fā)展的主要因素到現在已經(jīng)發(fā)生了轉變，新的增長(cháng)點(diǎn)很多來(lái)自于新領(lǐng)域和新的解決方案。關(guān)于DRAM增長(cháng)，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(dòng)、最淺的藍色代表汽車(chē)和嵌入式?？梢钥吹轿磥?lái)PC端比例大幅度下降，取而代之的是移動(dòng)端和服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò )的幅度上升，這些是DRAM過(guò)去幾年以及未來(lái)幾年增長(cháng)的主要領(lǐng)域。另外最上面的淺藍色部分所代表的汽車(chē)和嵌入式相關(guān)領(lǐng)域，絕對增速非?？?，但是占總量的比例仍然非常少。

　　而在NAND增長(cháng)方面，如圖2右下圖表，紫色代表消費類(lèi)和其他、深藍色代表USB和存儲卡、稍淺的藍色代表移動(dòng)端、最淺的藍色代表SSD。大多數需求從過(guò)去可移動(dòng)存儲媒介轉移到移動(dòng)端、手機端的存儲和數據中心、SSD和大規模計算基礎設施等領(lǐng)域，未來(lái)發(fā)展基本上也會(huì )集中這幾個(gè)領(lǐng)域。

　　在此強調一下，盡管汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域現在總需求占比量比較小，但是美光內部有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的部門(mén)服務(wù)于這個(gè)市場(chǎng)，負責提供創(chuàng )新的解決方案，實(shí)現長(cháng)期供貨，滿(mǎn)足汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域的需求。根據分析師的數據，美光在汽車(chē)存儲領(lǐng)域的市場(chǎng)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(guān)市場(chǎng)需求

　　如圖3，2000年左右大部分的增長(cháng)來(lái)自PC端，市場(chǎng)規模310億美元;到2010年左右，大部分增長(cháng)是來(lái)自于移動(dòng)、社交領(lǐng)域，市場(chǎng)規模翻一倍;到2017年市場(chǎng)規模又翻一倍。所以基于現在的情況，下一個(gè)大增長(cháng)點(diǎn)可能來(lái)自于大數據和人工智能(AI)，整個(gè)過(guò)程大概包括從終端設備(包括汽車(chē)、手機、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、消費物聯(lián)網(wǎng))采集數據，在邊緣分析數據，然后對于所分析數據進(jìn)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(lái)存儲和內存市場(chǎng)將進(jìn)入非常令人興奮的時(shí)代。

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

　　過(guò)去的整個(gè)流程是從邊緣設備上采集數據，通過(guò)路由器傳輸到服務(wù)器或云端，通過(guò)AI技術(shù)進(jìn)行分析或者是對數據進(jìn)行更新，然后把更新數據傳回邊緣計設備中?，F在增加了智能網(wǎng)關(guān)類(lèi)產(chǎn)品，使很多計算可以在邊緣設備上進(jìn)行，即在設備內部就可以進(jìn)行計算和存儲。

2 嵌入式存儲器市場(chǎng)機會(huì )

2.1 存儲對于邊緣AI至關(guān)重要

2.1.1 汽車(chē)

　　重點(diǎn)看一下自動(dòng)駕駛。自動(dòng)駕駛發(fā)展過(guò)程從概念車(chē)到早期測試車(chē)，再到初期應用，大規模生產(chǎn)可能要到2025或者是2030年才會(huì )實(shí)現。

　　具體到自動(dòng)駕駛規劃，如表1上半部分，現在很多車(chē)的無(wú)人駕駛技術(shù)應用，基本停留在L1、L2級別：L1是單獨功能，包括剎車(chē)、自適應巡航、車(chē)道保持等;L2是使加速、剎車(chē)、車(chē)道保持等功能具有一定的協(xié)同效果。L3級別的技術(shù)應用會(huì )在2019年出現，可以在某些地點(diǎn)或情景下，實(shí)現不用雙手控制方向盤(pán)的自動(dòng)駕駛。實(shí)現車(chē)內無(wú)方向盤(pán)的全自動(dòng)駕駛技術(shù)預計會(huì )在2021年出現，屆時(shí)依靠車(chē)本身就能夠做出安全的決策。

　　現在大部分AI技術(shù)應用到自動(dòng)駕駛的是發(fā)生在云端：車(chē)是信息傳載者，車(chē)接受信息后作出初步推理，將信息傳輸到云上，通過(guò)云端的深度學(xué)習做出判斷再傳回，之后AI的決策將作用于車(chē)本身。所以隨著(zhù)未來(lái)在車(chē)內進(jìn)行計算和存儲需求越來(lái)越多，單輛車(chē)對于存儲需求量會(huì )增大。

　　具體地，短期來(lái)看，在2019-2020年，能夠實(shí)現深度學(xué)習計算發(fā)生在云端，最終傳輸到車(chē)內做決策。如果要實(shí)現大規模車(chē)內計算的應用，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(shí)和自動(dòng)駕駛的車(chē)輛有一點(diǎn)相似，也是將智能技術(shù)融入到邊緣設備中。首先是安防監控，監控領(lǐng)域有很多攝像頭等邊緣設備，它們的智能化程度越來(lái)越高，這也導致對存儲產(chǎn)品需求的大幅上升。

　　現在可以看到全世界范圍內，在過(guò)去一兩年智能監控攝像頭應用大幅上升，過(guò)去幾年的監控智能化程度也越來(lái)越高，現在更多的IP監控攝像頭擁有更多的內嵌功能，例如圖像識別、數據處理和存儲，這些功能在攝像頭邊緣設備上就可以完成，并不需要像過(guò)去一樣，需要大量的NVR(網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)錄像機)設備進(jìn)行存儲。IP攝像頭功能越來(lái)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(huì )提升對于內存產(chǎn)品的需求。

　　信息在邊緣設備上進(jìn)行處理和存儲的功能越來(lái)越強，對云端的依賴(lài)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(jìn)行優(yōu)先級設置。這些計算包括智能化需求，都推動(dòng)了存儲產(chǎn)品的發(fā)展。

2.2 汽車(chē)業(yè)的存儲趨勢

　　*電動(dòng)化。指電池和燃料電池供電的電動(dòng)汽車(chē)，特點(diǎn)是能效更高，多元化程度更高。

　　*互聯(lián)化。指車(chē)聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)程度越來(lái)越高。這種車(chē)聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)會(huì )從不同切入點(diǎn)接入，從車(chē)載系統及娛樂(lè )系統加入AI技術(shù)，包括車(chē)對車(chē)互聯(lián)，車(chē)對基礎設施互聯(lián)，車(chē)對云端互聯(lián)等。

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

　　*自動(dòng)駕駛。存儲的需求來(lái)自于很多方面，一方面從傳感器端對信息進(jìn)行存儲和傳輸，然后傳輸到車(chē)內，最終做決定控制車(chē)輛，這個(gè)過(guò)程對于存儲和內存產(chǎn)品需求都有大幅度上升。第二，車(chē)內駕駛體驗，包括未來(lái)語(yǔ)音識別、手勢識別、駕駛員監控、屏幕分辨率提升和功能提升，這些涉及到的一個(gè)問(wèn)題就是存儲什么數據，其中一種比較典型的數據是高清3D地圖數據信息，未來(lái)更多存儲在車(chē)上，以便使用的時(shí)候速度更快，所以這對于數據處理速率有一定要求，并不是對數據進(jìn)行不斷處理，而是要求更快的存儲寫(xiě)入速度。另外車(chē)內數據儀表盤(pán)未來(lái)對于存儲產(chǎn)生很高要求，分辨率可能會(huì )漲到4K。

　　汽車(chē)領(lǐng)域是NAND、DRAM兩條腿走路、齊頭并進(jìn)。圖4展示了在自動(dòng)駕駛L1~L5不同階段對于內存和存儲產(chǎn)品需求的變化情況。左側是DRAM需求圖。L1、L2級別的自動(dòng)駕駛大多數需要能夠由LPDDR4來(lái)滿(mǎn)足，而隨著(zhù)技術(shù)要求越來(lái)越高，這個(gè)需求未來(lái)更多將會(huì )由LPDDR5和GDDR6產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足更高的計算性能。過(guò)去很多產(chǎn)品用在圖像處理、游戲和消費領(lǐng)域，現在對于產(chǎn)品進(jìn)行升級、尤其是GDDR6來(lái)支持全新場(chǎng)景。

　　圖4右邊圖是存儲產(chǎn)品(容量)的需求量情況，現在e.MMC產(chǎn)品對于現有應用需求滿(mǎn)足情況還是不錯，基本上可以滿(mǎn)足8 GB到64 GB到128 GB的容量。未來(lái)對于存儲的尤其寫(xiě)入速率、容量要求和性能的要求越來(lái)越高，會(huì )從e.MMC轉到UFS，再轉到PCle。

2.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的存儲趨勢

　　包括智能監控攝像頭中添加智能網(wǎng)關(guān)的趨勢，工廠(chǎng)對于數據采集的需求不斷增加，以通過(guò)更好的決策使工廠(chǎng)自動(dòng)化程度有所提升。智能攝像頭在邊緣設備上深度學(xué)習需求也是越來(lái)越多。另外一個(gè)領(lǐng)域涉及智能交通，也有不同的形式來(lái)得以體現，無(wú)人機、智能火車(chē)、智能卡車(chē)等。

　　在此強調一下智能安防監控領(lǐng)域，如圖5。未來(lái)攝像頭的高清程度越來(lái)越高，邊緣設備分析數量越來(lái)越多，邊緣存儲也會(huì )成為更加主要的存儲方式，所有一切都將增加安防監控領(lǐng)域對存儲產(chǎn)品的需求。未來(lái)在傳輸出和存儲方面更加關(guān)注一些主要事件發(fā)生時(shí)的數據傳輸，并不是所有在邊緣設備上的數據都要不斷上傳。未來(lái)攝像頭分析技術(shù)也會(huì )越來(lái)越先進(jìn)。

　　這一領(lǐng)域從量的角度來(lái)說(shuō)未來(lái)有大幅度增長(cháng)，未來(lái)更加智能的技術(shù)都將融入邊緣設備當中，設備數量將以幾十億的規模不斷增加。在未來(lái)，邊緣設備能力越來(lái)越強，使得整個(gè)系統更加智能，響應速度更快。據行業(yè)分析報告，2017年全球專(zhuān)業(yè)渠道的IP攝像頭出貨量達到9800 萬(wàn)臺，2020年這個(gè)數據會(huì )超過(guò)6 億臺，監控視頻的存儲容量需求約為200~400 EB。2015-2020年，IP攝像頭的復合年增長(cháng)率為25%。

2.3.1 智能物聯(lián)網(wǎng)設備所帶來(lái)的好處

　　據ABB首席數字官 Guido Jouret 2017年4月的報告，現有工業(yè)設備中其實(shí)只有3.5%的工業(yè)設備采用了先進(jìn)智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，意味著(zhù)現在的滲透率還是非常低，未來(lái)潛力非常巨大，會(huì )推動(dòng)對內存和存儲產(chǎn)品的需要。

　　美光工廠(chǎng)內部也做了一些實(shí)驗：自己工廠(chǎng)實(shí)驗收集到的每天產(chǎn)生的數據量為5TB(相當于3000小時(shí)的電影容量)，通過(guò)使用新技術(shù)可以縮短產(chǎn)品時(shí)間周期(良率提升25%)、并使產(chǎn)量提升10%，進(jìn)而使質(zhì)量提升35%。由此可見(jiàn)，新技術(shù)帶來(lái)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”

　　無(wú)論工業(yè)、零售還是個(gè)人等領(lǐng)域，其實(shí)考慮的是產(chǎn)品和技術(shù)總體擁有成本。這不僅僅是購買(mǎi)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(yù)問(wèn)題?，F在有很多領(lǐng)域涌現，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域都是新領(lǐng)域，所以有一些新的玩家進(jìn)入，但是如果產(chǎn)品質(zhì)量本身不夠過(guò)關(guān)，公司聲譽(yù)很快會(huì )受到影響。

　　工業(yè)商數(IQ)對于用戶(hù)和市場(chǎng)都是非常重要的概念，因為無(wú)論應用什么產(chǎn)品，都要保證可靠性和本身產(chǎn)品質(zhì)量。例如汽車(chē)領(lǐng)域，車(chē)內使用的某項技術(shù)要保證5-7年之內有不間斷的供應支持，另外在工業(yè)領(lǐng)域對于任何技術(shù)設施進(jìn)行替換，成本都是非常高的。所以芯片供應商推出的產(chǎn)品，一方面要保證自己的技術(shù)過(guò)硬，另一方面要保證有長(cháng)期供貨的能力。

4 結論

　　現在存儲和內存市場(chǎng)增速非?？?，比業(yè)內2017年預計的增速還快。未來(lái)邊緣設備智能化程度越來(lái)越高，對服務(wù)器、云端、企業(yè)級應用的需求越來(lái)越多，存儲產(chǎn)品的未來(lái)市場(chǎng)將是十分令人興奮的。

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