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。
机械硬盘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，工作流程与唱片机播放唱片的过程相似；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。
固态硬盘三大核心技术包括闪存、主控芯片和固件。SSD控制器芯片（主控芯片）是SSD存储器中执行固件代码的嵌入式处理器，控制闪存颗粒的存储单元及与主机的连接，起着指挥、运算和协作的作用。其主要功能包括：
1）SSD主控调配数据在各个闪存芯片上的负荷，让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作，协调和维护不同区块颗粒的协作；
2）连接闪存芯片和外部(SATA、PCIe等）接口，负责数据中转 ；
3）负责固态硬盘内部各项指令，诸如ECC纠错、耗损平衡、坏块映射、读写缓存、垃圾回收以及加密等等。
SSD 控制器原理图如下：
目前市场上流通的SSD固态产品，使用的主控芯片厂家可以分为三大类型：
一类是各存储原厂诸如三星、Intel、美光等巨头基于IDM生产模式生产，其中三星的主控自产自销，基本不单独出售主控，美光既用于自有产品也外卖给其他下游厂商。
第二类是Fabless厂商，核心玩家主要是Marvell、慧荣及群联电子。Marvell性能较好，一直是主控市场上性能的佼佼者，其SSD控制器基于NAND Edge LDPC引擎，支持在企业和超大规模数据中心环境中使用高性能和大容量的SSD，并兼容TLC、QLC和SLC存储器，数据安全及数据纠错能力领先。慧荣和群联是台系主控代表，慧荣主控以不错的性能和低廉的价格为主要特点，整体较为平衡。群联主控性价比好，中低端市场有优势。
第三类是中国本土厂商，如英韧科技、杭州联芸、江苏华存、国科微、华澜微、得一微、德瑞领新、大唐存储等主控芯片厂商。中国本土厂商目前在技术上不断地追赶头部企业，在产品性能上也逐步与巨头企业靠拢，不仅推出消费级主控芯片，在企业级的主控芯片产品上也在支持PCIe+NVMe接口，替代原来的SATA接口方案。
固态硬盘自诞生以来其相关技术不断发展，为了进一步缩短存储网络的延迟，NVMe协议已逐渐成为主流，固态硬盘接口从传统的SATA/SAS过渡到PCIe/NVMe，PCIe接口的固态硬盘可以进一步释放固态硬盘的性能，使硬件直接与CPU进行通信，提高响应速度，NVMe协议则对接口协议进行统一，从而实现多操作系统的互联互通。近些年，PCIe及NVMe协议标准其版本也正处于不断更新迭代之中：从PCIe 1.0，2.0， 3.0升级到目前主流的PCIe 4.0 和 更高阶的PCIe 5.0。
据信通院测算，NVMe SSD 在 2018-2023 年间以 38%的复合年增长率持续增长， 2020 年占据企业级 SSD 出货量的 55%以上，云客户、 OEM 厂商和企业均将 NVMe SSD 作为存储设备的首选。
2018-2025年中国企业级SSD分接口市场规模及同比增速（亿元）
国外厂家如三星、美光等巨头企业目前已推出PCIe 5.0接口的SSD产品并量产上市。中国本土厂商里英韧科技在2022年5月27日宣布推出了新一代PCIe 5.0 SSD控制芯片Tacoma IG5669。Tacoma采用4通道PCIe 5.0接口，具有16/18个NAND通道，在支持NVMe 2.0、DDR5及ONFI 5.0等最新技术协议的同时，采用10核CPU并行的命令处理方式以发挥PCIe Gen5和DDR5的带宽优势，提高存储性能。Tacoma可广泛应用于高端存储领域，包括高端计算机、企业级应用、高端数据中心和人工智能等。江苏华存电子科技有限公司也于2001年5月初宣布自主研发出首颗PCIe5.0 SSD存储控制芯片，并在台积电成功流片，预计2022年下半年投入量产。由此可见，虽然 PCIe 5.0 标准刚刚起步，但从目前来看，市场对其保持着十分积极的态度，尤其是企业级 SSD 市场的呼声最高。中国本土企业已经在加快支持PCIe Gen5的CPU和平台快速推出，未来PCIe 5.0生态的构造成熟和SSD渗透率肯定会急速提升。
根据Technavio预测，2020-2025年企业级SSD主控芯片市场规模将增长12.6亿美元，预计CAGR达到17.88%，2021年亚太地区提供主要增量，估算增长79%，主控芯片市场将继续保持高度集中的竞争格局。纵观当前的全球控制芯片市场，三星为主的原厂占据约45%的市场份额；慧荣科技、群联电子、 Marvell等厂商，合计占据约40%的市场份额。但随着未来本土的服务器市场的持续升温，以及服务器生态链产业的上下游厂家希望可以在下一代信息技术追赶超越国外巨头的关键时间点加强共同合作，除了在提高整体效能、降低整体功耗、释放高性能算力等方面不断提高以外，也一起在致力于全球市场需求的生态共建完善。
参考文献：
1） 《企业级SSD：三大替代构筑行业高增长，国产替代空间广阔》（华西证券通信团队 2022年3月）
2） 《中国企业级固态硬盘行业发展洞察》（艾瑞咨询 2021年9月）