嵌入式闪存朝着大容量方向演进

2016-04-20赛迪顾问

软件和集成电路 2016年4期

中国手机销售量增速有所放缓，但手机销售额依旧保持着较高的增长态势。国产品牌手机定位调整，逐步从中低端市场向高端市场延伸，涌现出多款中、高价位的旗舰手机。

消费者对于手机影像拍摄、存储容量、运行速度、软件应用等方面的需求不断提升，手机消费能力逐步增强。

手机嵌入式闪存技术发展迅速，越来越多的消费者已经把手机闪存的容量及性能，作为衡量智能手机配置优劣的重要因素。

手机企业不断对手机影像拍摄进行优化与提升，并将4K高清影像拍摄、手机高速连拍以及高质量照片拍摄（如RAW格式图像文件）等专业影像拍摄功能作为高端旗舰手机的标准配置，而这些功能对手机嵌入式闪存的容量及性能都提出了更高的要求。

国内APP市场的蓬勃发展，满足了消费者在社交通讯、影音播放、资讯阅读、办公学习、游戏娱乐等多方面的需求。但随着IOS和Android系统以及各种应用软件的不断优化，所占用的存储空间也在迅速增加，这直接加大了消费者对手机嵌入式闪存容量的需求。

嵌入式闪存技术发展迅速

随着手机技术的不断进步，产品更新换代的速度也逐步加快，同时手机存储芯片在近些年也有了飞速的发展。

以手机嵌入式闪存为例，80年代闪存芯片的发明初期，只能提供大约32KB的存储空间。然而，随着20纳米以下器件工艺、3D-NAND闪存架构等先进技术的涌现，嵌入式闪存芯片在体积逐渐缩小的同时，存储容量在不断扩展。

目前，三星、闪迪、东芝等知名闪存企业，已经推出了256GB的手机嵌入式闪存产品，并已经开始着手下一代高容量闪存产品的研发工作。

预计到2016年，手机嵌入式闪存容量可扩展到512GB。而1TB超大容量的嵌入式闪存产品，将有望在2017年完成相关技术研发工作。

闪存技术的快速发展，不但提高了容量上限，还降低了闪存芯片的制造难度，同时也在一定程度上降低了嵌入式闪存产品的价格成本。2015年6月，各类嵌入式闪存产品在中国市场销售的价格，相比2014年同期有了明显下降。同时，128GB的大容量闪存，也逐步开始配置在一些高端的旗舰手机产品中。

这种嵌入式闪存产品价格下降的趋势，使手机厂商能够更快地将大容量、低成本的闪存芯片配置在中、低端智能手机产品中，提高了产品的竞争力。

从中国各价格段手机的嵌入式闪存容量上看，近些年，不同价格段手机的存储空间均显示出明显的上升趋势，特别是在中、高端手机方面，存储容量都有了大幅度提升。

以国产品牌手机2014年的统计数据为例，1500元～2400元、2400元～3500元以及3500元以上手机的嵌入式闪存，平均容量相比2013年，分别提升了45.7%、33%和34.6%。

根据阿里巴巴的统计，2015年“双十一”手机销量的前五名，依次为小米、华为、魅族、苹果和奇酷大神。据京东商城网站的统计数据，截止2015年11月，销量排名前列的手机品牌，依次为苹果、华为、小米、魅族、乐视、OPPO、锤子和三星等。

苏宁易购网站最为畅销的手机品牌依次为小米、苹果、魅族和华为等，这些都说明了中国消费者在选购手机时还是倾向于选择国内外知名品牌。然而除了品牌、价格以及外形这几个重要因素之外，手机闪存的容量及性能也逐渐成为了消费者选购手机产品的重要影响因素之一。

特别是随着4K高清影像、Hi-Fi音频以及高质量照片拍摄功能的普及，越来越多的消费者不惜支付更多的费用，来提高手机的闪存容量。

未来几年，小米、酷派、锤子、努比亚等品牌，在千元价位手机上的激烈竞争，将使得中、低端手机在存储容量、处理器主频以及拍照质量等方面的性能得到进一步提升；而在高端手机方面，逐步增大的存储容量也将为高清影像功能以及日益增多的APP应用，提供更加有力的保障。

预计到2017年，500元～1500元价位手机的平均内存容量将达到14.99GB，而3500元以上的高端机型，其平均内存容量将达到43.96GB。

企业不断优化闪存容量及性能

影像拍摄作为智能手机的重要功能之一，其近几年在性能及功能方面都有着明显的提升。

由于高性能智能手机具备便于携带、影像质量高、拍摄速度快等特点，已经逐步取代传统卡片相机等专业摄影器材，成为消费者日常使用最为普遍的影像记录方式。

IDC相关行业报告显示，2015年全球消费者拍摄并共享约1.6万亿图像，其中70%是通过移动设备获取的。IDC预测该项数据将会继续增长，至2019年，消费者日常捕获的图像中将有90%来自于移动终端设备。

对影像拍摄习惯的逐步转变

特别是在社交影像分享盛行的今天，手机的影像拍摄功能发挥了巨大作用。越来越多的消费者，开始利用手机的便携性、高效性以及高画质等拍摄特点，实现生活影像的记录和社交影像的分享。

在微博，微信朋友圈、聊天群，QQ空间等社交平台上，社交好友将手机拍摄的日常生活影像作品，通过网络上传的方式分享给大家。这已经不仅仅是一种行为的流行趋势，更是一种消费者习惯的转变。

然而，值得一提的是，这种通过手机拍摄并分享影像的习惯，不仅仅只流行于青少年和中年消费者群体中，而是覆盖了各年龄段，具有相当明显的普及度。

同时，对于年轻一代的消费者而言，不断追求影像拍摄的质量和功能，也是逐步显现出来的特征之一。高画质影像拍摄、连拍捕捉特定画面、全景拍摄、配有自动调节及美化功能等等，这些都是年轻消费群体对于手机拍摄所提出的更高层面的需求。

对于这种消费者影像拍摄习惯的转变，一些具有敏锐洞察力的手机企业，早已开始进行布局，并不断对手机相关影像拍摄性能及功能进行改进与提升。

如4K高清影像拍摄、手机高速连拍以及高质量照片拍摄（如拍摄RAW格式图像）等影像功能，正在逐步成为高端旗舰手机的标准配置。以具备4K影像拍摄功能的手机产品为例，近两年，各大手机制造商都把4K影像拍摄，作为高端旗舰机型的重要功能及特色卖点之一。

如国外品牌手机中LG的G4、Samsung的Galaxy S6和Galaxy Note 5、Sony的Xperia Z4和Z5以及刚刚发布的iphone 6s和iphone6s plus等；国产品牌手机中兴的AXON天机、Vivo的Xshot、金立的ELIFE E8、Nubia Z9、魅族MX5、乐视的乐1 Pro、360奇酷手机尊享版等。

从这些数据中不难看出，专业影像拍摄功能，已经开始成为各品牌高端旗舰手机的标配，这也将成为未来手机配置的重要发展趋势之一。

然而，实现这些高性能影像拍摄功能的关键硬件配置，并不完全是由摄像头等影像传感装置所决定，手机闪存也是支撑这些影像功能实现的决定因素之一。

手机高性能影像拍摄对于手机闪存的依赖性，主要体现在闪存容量及性能这两方面。

对闪存容量方面的需求

在手机拍摄的众多性能指标中，影像分辨率是界定手机拍摄功能优劣的重要标准之一，而消费者对于像素的追求也可谓锲而不舍。从当年手机拍摄视频的30万像素到今天可提供880多万像素的4K级别，如此高位的像素极大幅度地提升了拍摄画面的质量。

不管是记录日常生活还是拍摄微电影作品，都可以更好地还原场景、捕捉更多细节影像，在后期处理时，也可以自由地对视频进行放大、裁剪、优化，具有较高的灵活性。

然而，4K级别的高品质影像文件和RAW格式图像文件对手机闪存容量也提出了新的需求。

在影像方面，拍摄一部4K级别的作品，每秒需要30MB左右的存储空间，10G的容量也仅仅能够支撑四、五分钟的拍摄任务；在图像方面，为了确保原始图像不被压缩，RAW格式图像文件需要几倍于其它格式图片的存储空间，来保留锐度、对比度、饱和度、色温和白平衡等图像数据，以便后期处理。

因此，配置32GB以下闪存芯片的智能手机，在存储容量上就已经无法满足追求高质量影像的消费者的日常需求。

对闪存性能方面的需求

之所以越来越多的消费者开始使用手机影像拍摄来记录生活，其中一个最为重要的原因，就是手机具有较强的便捷性和灵活性，可以在需要时迅速地对生活中的精彩瞬间进行记录。

但是，有时精彩瞬间一闪而逝，如果仅依靠手动单张拍摄，很难确保是否能抓拍到最为精彩的瞬间。因此，手机影像的高速连拍功能就应运而生。

然而，随着手机拍摄照片的质量逐步提升，图像的大小不断扩大，手机存储照片所耗费的时间也在持续增长。这极大地限制了连拍功能中的最小拍摄间隔时间，影响抓拍的效果，使得连拍功能与图像质量不能兼得。

但是，如果能够提高手机闪存的数据传输速度，那么将会在很大程度上降低拍摄图像的存储时间、缩小连拍的时间间隔，可抓拍到更多的精彩影像以供消费者进行选择。

经过多年的发展，手机嵌入式闪存技术有了明显提升，特别是MMC协会所订立的eMMC标准规格，已经成为全球最主流的手机嵌入式闪存标准。

2015年初，eMMC5.1正式发布，其在标准规格方面的不断优化，有助于优化手机嵌入式闪存的各项性能。

而在企业方面，以三星、闪迪、东芝等为首的嵌入式闪存巨头，通过对闪存技术的持续研发及应用，不断加快手机嵌入式闪存产品的数据传输速度，这些都为手机影像拍摄功能的优化提供了有力保障。

亟需扩大闪存容量支撑系统及应用软件不断完善

为了提供更为全面的应用功能和更为人性化的系统设计，手机系统厂商和相关应用软件商都在不断开发更为完善的软件产品。

但伴随着系统和应用软件的优化提升，手机软件所占的存储空间也在不断增加。

从系统软件方面看，为了不断改善人机交互界面，确保手机系统资源能够最大限度地发挥性能优势，操作系统厂商每隔一段时间都会发布新一代系统软件产品，但随之而来的是小则几十兆、多则上百兆的升级安装包。

以苹果IOS系统为例，从早前的IOS2到近期发布的IOS9，不断更新的系统版本使安装包体积快速提升。

然而，发布的系统安装包的体积大小，也仅仅是系统安装完成后所占空间的三分之一。如此庞大的系统占用空间，给手机存储带来了持续不断的容量挑战。

不仅是IOS系统，对于Android系统而言，系统安装包的体积增长趋势也十分明显。从早期的Android 1.5（Cupcake）、Android 2.0（Clair）到近些年新推出的Android 4.4（KitKat）、Android 5.0（Lollipop）等，每次系统的升级换代，不仅象征着系统的不断优化、功能的不断完善，更意味着系统体积的不断增加。

与此同时，由于Android系统代码开源等原因，在不同手机厂商以及网络中出现了大量不同版本的Android衍生系统，而其中部分系统附加了大量额外功能与预装软件产品，使得系统安装包体积进一步增加，远高于原生态安装包的体积。

这都为配置了小容量闪存的Android手机的系统升级和正常运行带来了极大挑战。

应用软件方面，包括社交通讯类、影音播放类、资讯阅读类、办公学习类、游戏娱乐类在内的软件产品功能越发全面，性能也越发强大，软件包的体积也随之快速提升。

这种现象在社交通讯及游戏娱乐类软件产品方面尤为突出，主要是随着近几年手机社交及游戏市场的逐步开拓，越来越多的软件开发商加入到竞争行列中来，同时为了能够让产品更具吸引力和竞争力，企业不断地加大软件研发的投入，使产品向着功能全面、画面精美、操作优良的方向发展。

而这一切都是建立在充足的手机闪存容量的基础之上。

根据Google在2013年提供的数据，全球智能手机用户，平均安装26个APP应用。随着智能手机功能的提升以及用户使用习惯的改变，这一数字每年都在不断攀升。

根据赛迪顾问，关于中国智能手机APP装载量的相关数据统计，2013年中国智能手机平均APP装载量为25.6个，略低于全球平均水平。

然而，随着国内手机产品性能的提升以及闪存容量的不断扩大，2015年，中国智能手机平均APP的装载量达到43个，增速约为26.5%。

而到2017年，虽然受到消费者对应用软件需求饱和的影响，增长速度有所下滑，但仍将处于15%以上的快速增长阶段，智能手机平均APP装载量预计将达到61个。

除此之外，Google于2015年9月29日宣布，Android APK的大小限制，将从50MB提升至100MB。

此项举措，将允许开发者在软件安装包中加入更高质量的功能组件，以完善软件的产品性能。但这也使得Android软件的体积，继续提升。

如此不断增长的应用软件存储体积，将会成为对手机闪存容量的持续挑战，也使小闪存容量的手机逐渐无法满足软件不断升级的需求，而处于被淘汰的边缘。