存儲器/嵌入式存儲器的市場機會　

作者 / 迎九 《電子產品世界》編輯

摘要：美光科技嵌入式產品事業部市場副總裁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分析師對存儲器尤其是嵌入式存儲器市場的預測，重點是DRAM和NAND在汽車和工業領域的趨勢。

1 整個存儲市場的規模

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

　　如果和半導體市場相比，半導體市場同比增長20%，存儲市場增速達到57%，在整個半導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

　　在企業級應用中，在線事務處理的需求增加，對于低延遲內存的需求越來越高，對于內存性能要求有較大提升。另外網絡端，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。

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

1.2 DRAM和NAND的增長狀況

　　考慮到技術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%，增長點是來自于數據傳輸量和云端本地數據存儲量的快速增長。從NAND Flash到SSD，需求的增速都非常快。因此為了滿足高增速的需求，對于NAND來說，一方面要進行技術升級，另一方面要提高產能。

　　如果把DRAM行業進行細分，可以看出多個領域在推動DRAM市場的發展。過去推動DRAM市場發展的主要因素到現在已經發生了轉變，新的增長點很多來自于新領域和新的解決方案。關于DRAM增長，如圖2右上圖表中的紫色代表PC和圖形，深藍色代表服務器和網絡，相對較淺的藍色代表移動、最淺的藍色代表汽車和嵌入式。可以看到未來PC端比例大幅度下降，取而代之的是移動端和服務器以及網絡的幅度上升，這些是DRAM過去幾年以及未來幾年增長的主要領域。另外最上面的淺藍色部分所代表的汽車和嵌入式相關領域，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。大多數需求從過去可移動存儲媒介轉移到移動端、手機端的存儲和數據中心、SSD和大規模計算基礎設施等領域，未來發展基本上也會集中這幾個領域。

　　在此強調一下，盡管汽車和工業領域現在總需求占比量比較小，但是美光內部有一個專門的部門服務于這個市場，負責提供創新的解決方案，實現長期供貨，滿足汽車和工業領域的需求。根據分析師的數據，美光在汽車存儲領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，市場規模310億美元;到2010年左右，大部分增長是來自于移動、社交領域，市場規模翻一倍;到2017年市場規模又翻一倍。所以基于現在的情況，下一個大增長點可能來自于大數據和人工智能(AI)，整個過程大概包括從終端設備(包括汽車、手機、工業物聯網、消費物聯網)采集數據，在邊緣分析數據，然后對于所分析數據進行傳輸，再存儲到云端或者是企業端。基于這樣的判斷，美光及行業分析師認為未來存儲和內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，尤其嵌入式產品在邊緣計算領域的機會。

　　過去的整個流程是從邊緣設備上采集數據，通過路由器傳輸到服務器或云端，通過AI技術進行分析或者是對數據進行更新，然后把更新數據傳回邊緣計設備中。現在增加了智能網關類產品，使很多計算可以在邊緣設備上進行，即在設備內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至關重要

2.1.1 汽車

　　重點看一下自動駕駛。自動駕駛發展過程從概念車到早期測試車，再到初期應用，大規模生產可能要到2025或者是2030年才會實現。

　　具體到自動駕駛規劃，如表1上半部分，現在很多車的無人駕駛技術應用，基本停留在L1、L2級別：L1是單獨功能，包括剎車、自適應巡航、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同效果。L3級別的技術應用會在2019年出現，可以在某些地點或情景下，實現不用雙手控制方向盤的自動駕駛。實現車內無方向盤的全自動駕駛技術預計會在2021年出現，屆時依靠車本身就能夠做出安全的決策。

　　現在大部分AI技術應用到自動駕駛的是發生在云端：車是信息傳載者，車接受信息后作出初步推理，將信息傳輸到云上，通過云端的深度學習做出判斷再傳回，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，能夠實現深度學習計算發生在云端，最終傳輸到車內做決策。如果要實現大規模車內計算的應用，需要到2025年左右。

2.1.2 工業物聯網

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

　　現在可以看到全世界范圍內，在過去一兩年智能監控攝像頭應用大幅上升，過去幾年的監控智能化程度也越來越高，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，并不需要像過去一樣，需要大量的NVR(網絡硬盤錄像機)設備進行存儲。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險，這些功能都會提升對于內存產品的需求。

　　信息在邊緣設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先級設置。這些計算包括智能化需求，都推動了存儲產品的發展。

2.2 汽車業的存儲趨勢

　　*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。

　　*互聯化。指車聯網的互聯程度越來越高。這種車聯網互聯會從不同切入點接入，從車載系統及娛樂系統加入AI技術，包括車對車互聯，車對基礎設施互聯，車對云端互聯等。

　　*共享化。越來越多城市中的共享車輛數量也越來越多。現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，這對于車內電子設備和系統的質量、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，然后傳輸到車內，最終做決定控制車輛，這個過程對于存儲和內存產品需求都有大幅度上升。第二，車內駕駛體驗，包括未來語音識別、手勢識別、駕駛員監控、屏幕分辨率提升和功能提升，這些涉及到的一個問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，未來更多存儲在車上，以便使用的時候速度更快，所以這對于數據處理速率有一定要求，并不是對數據進行不斷處理，而是要求更快的存儲寫入速度。另外車內數據儀表盤未來對于存儲產生很高要求，分辨率可能會漲到4K。

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

　　圖4右邊圖是存儲產品(容量)的需求量情況，現在e.MMC產品對于現有應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轉到UFS，再轉到PCle。

2.3 工業物聯網的存儲趨勢

　　包括智能監控攝像頭中添加智能網關的趨勢，工廠對于數據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備上深度學習需求也是越來越多。另外一個領域涉及智能交通，也有不同的形式來得以體現，無人機、智能火車、智能卡車等。

　　在此強調一下智能安防監控領域，如圖5。未來攝像頭的高清程度越來越高，邊緣設備分析數量越來越多，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控領域對存儲產品的需求。未來在傳輸出和存儲方面更加關注一些主要事件發生時的數據傳輸，并不是所有在邊緣設備上的數據都要不斷上傳。未來攝像頭分析技術也會越來越先進。

　　這一領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，邊緣設備能力越來越強，使得整個系統更加智能，響應速度更快。據行業分析報告，2017年全球專業渠道的IP攝像頭出貨量達到9800 萬臺，2020年這個數據會超過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率為25%。

2.3.1 智能物聯網設備所帶來的好處

　　據ABB首席數字官 Guido Jouret 2017年4月的報告，現有工業設備中其實只有3.5%的工業設備采用了先進智能物聯網技術，意味著現在的滲透率還是非常低，未來潛力非常巨大，會推動對內存和存儲產品的需要。

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

3 易忽視的“總體擁有成本”與“工業商數”

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

　　工業商數(IQ)對于用戶和市場都是非常重要的概念，因為無論應用什么產品，都要保證可靠性和本身產品質量。例如汽車領域，車內使用的某項技術要保證5-7年之內有不間斷的供應支持，另外在工業領域對于任何技術設施進行替換，成本都是非常高的。所以芯片供應商推出的產品，一方面要保證自己的技術過硬，另一方面要保證有長期供貨的能力。

4 結論

　　現在存儲和內存市場增速非常快，比業內2017年預計的增速還快。未來邊緣設備智能化程度越來越高，對服務器、云端、企業級應用的需求越來越多，存儲產品的未來市場將是十分令人興奮的。

　　參考文獻：

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　　[3]迎九.NAND閃存市場持續高漲，2020年將超DRAM.電子產品世界,2017(10):6-12

　　[4]郭祚榮. 2016年全球DRAM市場與趨勢分析.電子產品世界,2016(8):3-5

　　[5]邢雁寧.中國半導體存儲器市場前景.電子產品世界,2016(7):4-7

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