據(jù)預(yù)測(cè)，2021年的全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增速約為12%，而存儲(chǔ)技術(shù)增速則將達(dá)到19%，產(chǎn)值也會(huì)達(dá)到1460億美元，其中就包括了存儲(chǔ)器在車(chē)用市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

自動(dòng)駕駛、電力驅(qū)動(dòng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)這些前沿的技術(shù)正在深刻影響著汽車(chē)供應(yīng)鏈，給各種半導(dǎo)體器件創(chuàng)造了巨大的增長(zhǎng)空間，以前在汽車(chē)中存在感很少的存儲(chǔ)器，將會(huì)在這次變革扮演重要的角色。

大升級(jí)

“車(chē)用存儲(chǔ)器是一個(gè)潛力非常大的市場(chǎng)，其中多種存儲(chǔ)產(chǎn)品都會(huì)有較大增長(zhǎng)性，包括NOR/NAND FLASH、DRAM、EEPROM、SRAM等?！贝鎯?chǔ)行業(yè)資深人士呂東（化名）十分看好車(chē)用存儲(chǔ)器的未來(lái)。

在特斯拉的帶領(lǐng)下，越來(lái)越多的汽車(chē)廠將前儀表面板改成了觸摸顯示屏，引發(fā)了對(duì)大容量存儲(chǔ)器的需求。還有5G的商用和自動(dòng)駕駛的試水，讓汽車(chē)產(chǎn)生了大量的高速數(shù)據(jù)交互類(lèi)應(yīng)用，也讓高速和高容量的存儲(chǔ)器成為了必需品。

2017年，每輛汽車(chē)存儲(chǔ)設(shè)備硬件成本僅在20美元左右（不包括集成在MCU中的存儲(chǔ)單元）。當(dāng)智能駕駛到L4/L5時(shí)，存儲(chǔ)設(shè)備硬件成本在300-500美元左右。有人估計(jì)，單車(chē)需要配置32GB DRAM和200GB NAND來(lái)與其功能進(jìn)行匹配，從而實(shí)現(xiàn)智能汽車(chē)的功能。

呂東認(rèn)為，NAND和DRAM將是主要車(chē)載存儲(chǔ)器的主要增長(zhǎng)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)來(lái)源于通訊娛樂(lè)系統(tǒng)的升級(jí)和5G與AI快速發(fā)展帶來(lái)的自動(dòng)駕駛落地。

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和無(wú)人駕駛車(chē)輛系統(tǒng)要求使用強(qiáng)大的處理器，這類(lèi)處理器對(duì)存儲(chǔ)器容量和帶寬均有要求，只有DRAM才能適配。

同樣，大容量NAND也在其中發(fā)揮無(wú)可替代的作用。ADAS提醒駕駛員注意汽車(chē)與其他障礙物距離過(guò)近等潛在危險(xiǎn)，自動(dòng)打開(kāi)大燈，調(diào)節(jié)行駛速度，啟動(dòng)緊急制動(dòng)，提醒駕駛員注意周?chē)?chē)輛，保持車(chē)輛在車(chē)道上正常行駛，甚至是監(jiān)控駕駛員的盲區(qū)。 此外，信息娛樂(lè)系統(tǒng)的設(shè)置必須能夠瞬時(shí)保存，以防因?yàn)閿嚯妼?dǎo)致信息丟失。所有這些功能都需要高性能NAND來(lái)支持。

由于汽車(chē)內(nèi)電子設(shè)備產(chǎn)生和處理的數(shù)據(jù)量激增，車(chē)用存儲(chǔ)器在容量和規(guī)格上都將進(jìn)行一輪史無(wú)前例的大升級(jí)。

助推自動(dòng)駕駛

DRAM一直銷(xiāo)量巨大，但是只有很少一部分進(jìn)入車(chē)用，因?yàn)橐郧捌?chē)中運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)量很小，很多時(shí)候只用SRAM就能搞定。隨著汽車(chē)智能化的加速，情況發(fā)生了改變。

“DRAM在整車(chē)電子器件中的增長(zhǎng)速度會(huì)超過(guò)30%?！奔⒆稍兏呒?jí)分析師陳躍楠認(rèn)為，在處理攝像頭和高帶寬傳感器輸入的ADAS、信息娛樂(lè)系統(tǒng)中和自動(dòng)駕駛中，DRAM是必不可少的存在。

在ADAS應(yīng)用中，DRAM主要使用在雷達(dá)與光達(dá)感測(cè)，以及鏡頭感測(cè)中。而信息娛樂(lè)系統(tǒng)，座艙控制器、車(chē)載通訊亦是DRAM的主要應(yīng)用。此外，DRAM也有許多與DCU（域控制器）搭配的應(yīng)用。

觀察特斯拉對(duì)DRAM的使用，就可以看出其應(yīng)用戲份的加碼。從Tesla Model S/X起，由于同時(shí)采用NVIDIA的車(chē)用CPU及GPU解決方案，DRAM規(guī)格導(dǎo)入當(dāng)時(shí)頻寬最高的GDDR5，全車(chē)系搭載8GB DRAM；而Model 3更進(jìn)一步導(dǎo)入14GB，下一代車(chē)款更將直上20GB，其平均用量遠(yuǎn)勝目前大部分PC及智能手機(jī)。

新ADAS設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的DRAM是LPDDR4。LPDDR4最初是為移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)的，它在容量、速度和形狀系數(shù)之間達(dá)成了平衡，這對(duì)汽車(chē)應(yīng)用頗具吸引力。最終，DRAM制造商推出了能夠滿足汽車(chē)溫度等級(jí)的LPDDR4。

除了容量以外，效能也是DRAM最主要的應(yīng)用原因之一。雖然車(chē)內(nèi)應(yīng)用種類(lèi)廣泛，但并非每種應(yīng)用都需要使用大容量DRAM，更常見(jiàn)的是需要高效的計(jì)算。如車(chē)內(nèi)的各種感測(cè)技術(shù)，需要通過(guò)高速運(yùn)算來(lái)產(chǎn)生實(shí)時(shí)結(jié)果，以提供車(chē)用電子服務(wù)。因此小容量的LPDDR4將在車(chē)用DRAM中扮演重要角色。

不過(guò)，隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷演進(jìn)，DRAM最大的增量空間還是來(lái)自于自動(dòng)駕駛。

自動(dòng)駕駛的核心是AI技術(shù)，需要極高的算力、創(chuàng)新的內(nèi)存和存儲(chǔ)系統(tǒng)，用來(lái)處理和保存計(jì)算機(jī)做出模仿人類(lèi)決策所需的大量數(shù)據(jù)。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)所含代碼行數(shù)將超過(guò)迄今為止創(chuàng)建的任何其他軟件平臺(tái)。到 2020 年，預(yù)計(jì)典型的車(chē)輛將包含超過(guò) 3 億行代碼，包含 1 TB以上的存儲(chǔ)，需要每秒超過(guò) 1 TB 的內(nèi)存帶寬來(lái)支持自動(dòng)駕駛平臺(tái)所需的計(jì)算性能。傳統(tǒng)的DRAM顯然已不能勝任。

接力棒傳到了最新一代的LPDDR5和即將到來(lái)的DDR5手上。LPDDR5特別適用于最新型車(chē)輛使用的更大顯示器，能夠管理日益復(fù)雜的導(dǎo)航圖像和駕駛艙單元的控制區(qū)域。此外，從傳統(tǒng)的IVI派生而來(lái)、利用車(chē)內(nèi)攝像頭的數(shù)字集群、前后傳感器以及駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)，都需要使用LPDDR5的高端功能。更為強(qiáng)大的DDR5則將出現(xiàn)在下一代自動(dòng)駕駛SoC當(dāng)中。

存儲(chǔ)器廠商們已經(jīng)紛紛行動(dòng)起來(lái)。近期，存儲(chǔ)器大廠美光就宣布首款車(chē)用LPDDR5存儲(chǔ)器已開(kāi)始送樣，該方案根據(jù)基于國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262設(shè)計(jì)，符合美國(guó)汽車(chē)協(xié)會(huì)最嚴(yán)格的要求。

盡管前景光明，業(yè)內(nèi)人士對(duì)DRAM能否在近期爆發(fā)還是持謹(jǐn)慎態(tài)度。呂東就認(rèn)為，DRAM的上量需考慮自動(dòng)駕駛和智能交通等技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)度，汽車(chē)的電動(dòng)化和智能化并不能和自動(dòng)駕駛的普遍應(yīng)用完全劃上等號(hào)，相信DRAM在自動(dòng)駕駛成熟后才會(huì)有爆發(fā)性的增長(zhǎng)。

更快、更強(qiáng)

在閃存大規(guī)模使用之前，汽車(chē)電子的很多模塊都會(huì)用到EEPROM，包括車(chē)身控制模塊、駕駛輔助系統(tǒng)以及信息娛樂(lè)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等模塊。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，平均每輛車(chē)上的EEPROM使用需求在12顆以上。

憑借更強(qiáng)的可編程能力，NOR閃存成為EEPROM的后繼者。它在需要快速，非易失性存儲(chǔ)器的應(yīng)用領(lǐng)域，如通信，工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用中找到了新的機(jī)遇。

由于高可靠性和性價(jià)比，NOR閃存一直在汽車(chē)中存有一席之地。比如，用于ADAS的后視攝像頭需要儀表盤(pán)能快速啟動(dòng)，ADAS 的激光雷達(dá)需要內(nèi)建一個(gè)NOR Flash控制內(nèi)部各種功能，此外自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)（AEB）、胎壓偵測(cè)器（TPMS）、道路偏移警示等 ADAS 系統(tǒng)等都需要用到NOR。

不過(guò)，受限于工藝制程，NOR后續(xù)的發(fā)展空間不大，加之汽車(chē)中對(duì)大容量存儲(chǔ)的需求，NAND正在全面取代NOR。

“以往汽車(chē)采用HDD或NOR的地方，都逐漸被NAND取代，包括整個(gè)車(chē)內(nèi)儀表板以及導(dǎo)航、娛樂(lè)等系統(tǒng)，都將需要大容量的NAND?！眳螙|告訴記者。

NAND在汽車(chē)中多以eMMC（后續(xù)是UFS）形式出現(xiàn)，這是一種自帶控制器和NAND型閃存，開(kāi)發(fā)非常簡(jiǎn)單，容量可以做到很大。

數(shù)據(jù)顯示，全球eMMC市場(chǎng)在2020年達(dá)到21億片，驅(qū)動(dòng)力是移動(dòng)設(shè)備。而汽車(chē)是增長(zhǎng)最快的部分，預(yù)計(jì)2014~2021年器件年均增長(zhǎng)16.4%。在汽車(chē)部分，信息娛樂(lè)預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)20.5%，到2021年將使用近1.6億片eMMC。

現(xiàn)今，汽車(chē)上的所有應(yīng)用程序都需要閃存，無(wú)論是簡(jiǎn)單的軟件更新，不僅要存儲(chǔ)軟件和程序代碼，還要存儲(chǔ)地圖等數(shù)據(jù)庫(kù)，這些數(shù)據(jù)庫(kù)也需要存儲(chǔ)在本地。容量更大、速度更快的NAND自然成為不二之選。

并且，當(dāng)全球 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的普及率達(dá)到 1% 時(shí)，行業(yè)人士預(yù)計(jì) NAND 的需求將是目前需求的 25 倍。

對(duì)于NAND的發(fā)展趨勢(shì)，呂東認(rèn)為或能將物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展歷史作為可參考對(duì)象，“因技術(shù)產(chǎn)品成熟和迭代成本可控，NAND的增長(zhǎng)會(huì)先到來(lái)且未來(lái)預(yù)期比較清晰?！?/p>

跨越挑戰(zhàn)

將同規(guī)格和容量的車(chē)規(guī)產(chǎn)品與一般商規(guī)產(chǎn)品相比，兩者至少有3成以上的溢價(jià)，且價(jià)格也會(huì)隨著規(guī)格與細(xì)致度上升而有倍數(shù)上漲的概率。因而吸引眾多廠商對(duì)汽車(chē)市場(chǎng)趨勢(shì)若騖。

通常，汽車(chē)配件市場(chǎng)分為前裝和后裝兩部分。前裝是隨整車(chē)生產(chǎn)而集成在內(nèi)，后裝則是在已經(jīng)生產(chǎn)好的車(chē)上另行加裝。后裝市場(chǎng)更像消費(fèi)電子，前裝則門(mén)檻很高。

陳躍楠認(rèn)為車(chē)用存儲(chǔ)的新機(jī)遇在于前裝市場(chǎng)，“基于閃存或DRAM的各種場(chǎng)景，會(huì)在前端的使用更多，信息娛樂(lè)、自動(dòng)駕駛等功能都集成在整車(chē)之內(nèi)了?！?/p>

殘酷的現(xiàn)實(shí)是，前裝市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品的考驗(yàn)要遠(yuǎn)大于后裝市場(chǎng)?！捌?chē)關(guān)乎人命，因此門(mén)檻很高，以最基本的 AEC-Q100 車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為例，廠商需要連續(xù)三個(gè)批次完成三輪實(shí)驗(yàn)，要符合這些標(biāo)準(zhǔn)用的設(shè)計(jì)就必須要比消費(fèi)性電子的強(qiáng)度強(qiáng)10倍。”一位車(chē)用芯片廠商告訴記者，為達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，廠商都要另外給臺(tái)積電付費(fèi)來(lái)做特殊工藝。除了硬件設(shè)計(jì)要符合車(chē)規(guī)的設(shè)計(jì)過(guò)程，軟件也需要符合車(chē)規(guī)規(guī)定的軟件寫(xiě)的方法和過(guò)程，要求非常嚴(yán)謹(jǐn)，很多公司都不能承受。

然而通過(guò)認(rèn)證只是開(kāi)始，進(jìn)入車(chē)廠導(dǎo)入環(huán)節(jié)以后，每個(gè)車(chē)廠還會(huì)結(jié)合自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程對(duì)供應(yīng)商提出不同的合規(guī)化和定制化要求。

高制作難度、高生產(chǎn)成本的挑戰(zhàn)，嚇退很多嘗試者，但是依然吸引無(wú)數(shù)新進(jìn)者，就因?yàn)檐?chē)用存儲(chǔ)器有很高的報(bào)酬與潛在龐大商機(jī)。

“前裝市場(chǎng)對(duì)于存儲(chǔ)器的規(guī)格要求十分嚴(yán)苛，帶來(lái)的就是更高的設(shè)計(jì)和測(cè)試驗(yàn)證要求，以及更好的價(jià)格和利潤(rùn)表現(xiàn)。”呂東認(rèn)為。

為此，存儲(chǔ)器廠商們一邊積極應(yīng)考，一邊不斷改進(jìn)工藝。從公開(kāi)數(shù)據(jù)來(lái)看，最新出爐的車(chē)用存儲(chǔ)產(chǎn)品已經(jīng)可以勝任汽車(chē)新時(shí)代的挑戰(zhàn)了。

作為汽車(chē)電子系統(tǒng)中不可或缺的一員，車(chē)用存儲(chǔ)器的前景不可限量。巨大的商機(jī)當(dāng)前，三大存儲(chǔ)巨頭已經(jīng)對(duì)車(chē)用市場(chǎng)進(jìn)行了各種布局，而國(guó)內(nèi)的存儲(chǔ)新勢(shì)力也開(kāi)始躍躍欲試，新一輪的競(jìng)賽已經(jīng)悄悄展開(kāi)。

編輯：hfy