三大存儲巨頭對車用市場進行布局 車用存儲器的前景不可限量

據(jù)預測，2021年的全球半導體產(chǎn)業(yè)增速約為12%，而存儲技術(shù)增速則將達到19%，產(chǎn)值也會達到1460億美元，其中就包括了存儲器在車用市場的增長。

自動駕駛、電力驅(qū)動、車聯(lián)網(wǎng)這些前沿的技術(shù)正在深刻影響著汽車供應鏈，給各種半導體器件創(chuàng)造了巨大的增長空間，以前在汽車中存在感很少的存儲器，將會在這次變革扮演重要的角色。

大升級

“車用存儲器是一個潛力非常大的市場，其中多種存儲產(chǎn)品都會有較大增長性，包括NOR/NAND FLASH、DRAM、EEPROM、SRAM等?！贝鎯π袠I(yè)資深人士呂東（化名）十分看好車用存儲器的未來。

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

2017年，每輛汽車存儲設(shè)備硬件成本僅在20美元左右（不包括集成在MCU中的存儲單元）。當智能駕駛到L4/L5時，存儲設(shè)備硬件成本在300-500美元左右。有人估計，單車需要配置32GB DRAM和200GB NAND來與其功能進行匹配，從而實現(xiàn)智能汽車的功能。

呂東認為，NAND和DRAM將是主要車載存儲器的主要增長點，驅(qū)動來源于通訊娛樂系統(tǒng)的升級和5G與AI快速發(fā)展帶來的自動駕駛落地。

高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和無人駕駛車輛系統(tǒng)要求使用強大的處理器，這類處理器對存儲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)揮無可替代的作用。ADAS提醒駕駛員注意汽車與其他障礙物距離過近等潛在危險，自動打開大燈，調(diào)節(jié)行駛速度，啟動緊急制動，提醒駕駛員注意周圍車輛，保持車輛在車道上正常行駛，甚至是監(jiān)控駕駛員的盲區(qū)。 此外，信息娛樂系統(tǒng)的設(shè)置必須能夠瞬時保存，以防因為斷電導致信息丟失。所有這些功能都需要高性能NAND來支持。

由于汽車內(nèi)電子設(shè)備產(chǎn)生和處理的數(shù)據(jù)量激增，車用存儲器在容量和規(guī)格上都將進行一輪史無前例的大升級。

助推自動駕駛

DRAM一直銷量巨大，但是只有很少一部分進入車用，因為以前汽車中運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)量很小，很多時候只用SRAM就能搞定。隨著汽車智能化的加速，情況發(fā)生了改變。

“DRAM在整車電子器件中的增長速度會超過30%?！奔⒆稍兏呒壏治鰩熽愜S楠認為，在處理攝像頭和高帶寬傳感器輸入的ADAS、信息娛樂系統(tǒng)中和自動駕駛中，DRAM是必不可少的存在。

在ADAS應用中，DRAM主要使用在雷達與光達感測，以及鏡頭感測中。而信息娛樂系統(tǒng)，座艙控制器、車載通訊亦是DRAM的主要應用。此外，DRAM也有許多與DCU（域控制器）搭配的應用。

觀察特斯拉對DRAM的使用，就可以看出其應用戲份的加碼。從Tesla Model S/X起，由于同時采用NVIDIA的車用CPU及GPU解決方案，DRAM規(guī)格導入當時頻寬最高的GDDR5，全車系搭載8GB DRAM；而Model 3更進一步導入14GB，下一代車款更將直上20GB，其平均用量遠勝目前大部分PC及智能手機。

新ADAS設(shè)計中最常見的DRAM是LPDDR4。LPDDR4最初是為移動設(shè)備設(shè)計的，它在容量、速度和形狀系數(shù)之間達成了平衡，這對汽車應用頗具吸引力。最終，DRAM制造商推出了能夠滿足汽車溫度等級的LPDDR4。

除了容量以外，效能也是DRAM最主要的應用原因之一。雖然車內(nèi)應用種類廣泛，但并非每種應用都需要使用大容量DRAM，更常見的是需要高效的計算。如車內(nèi)的各種感測技術(shù)，需要通過高速運算來產(chǎn)生實時結(jié)果，以提供車用電子服務。因此小容量的LPDDR4將在車用DRAM中扮演重要角色。

不過，隨著汽車技術(shù)的不斷演進，DRAM最大的增量空間還是來自于自動駕駛。

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

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

接力棒傳到了最新一代的LPDDR5和即將到來的DDR5手上。LPDDR5特別適用于最新型車輛使用的更大顯示器，能夠管理日益復雜的導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、利用車內(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。更為強大的DDR5則將出現(xiàn)在下一代自動駕駛SoC當中。

存儲器廠商們已經(jīng)紛紛行動起來。近期，存儲器大廠美光就宣布首款車用LPDDR5存儲器已開始送樣，該方案根據(jù)基于國際化標準ISO 26262設(shè)計，符合美國汽車協(xié)會最嚴格的要求。

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

更快、更強

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

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

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

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

“以往汽車采用HDD或NOR的地方，都逐漸被NAND取代，包括整個車內(nèi)儀表板以及導航、娛樂等系統(tǒng)，都將需要大容量的NAND?！眳螙|告訴記者。

NAND在汽車中多以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，開發(fā)非常簡單，容量可以做到很大。

數(shù)據(jù)顯示，全球eMMC市場在2020年達到21億片，驅(qū)動力是移動設(shè)備。而汽車是增長最快的部分，預計2014~2021年器件年均增長16.4%。在汽車部分，信息娛樂預計年均增長20.5%，到2021年將使用近1.6億片eMMC。

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

并且，當全球 L4 級自動駕駛汽車的普及率達到 1% 時，行業(yè)人士預計 NAND 的需求將是目前需求的 25 倍。

對于NAND的發(fā)展趨勢，呂東認為或能將物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展歷史作為可參考對象，“因技術(shù)產(chǎn)品成熟和迭代成本可控，NAND的增長會先到來且未來預期比較清晰?！?/p>

跨越挑戰(zhàn)

將同規(guī)格和容量的車規(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，且價格也會隨著規(guī)格與細致度上升而有倍數(shù)上漲的概率。因而吸引眾多廠商對汽車市場趨勢若騖。

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

陳躍楠認為車用存儲的新機遇在于前裝市場，“基于閃存或DRAM的各種場景，會在前端的使用更多，信息娛樂、自動駕駛等功能都集成在整車之內(nèi)了?！?/p>

殘酷的現(xiàn)實是，前裝市場對存儲產(chǎn)品的考驗要遠大于后裝市場?！捌囮P(guān)乎人命，因此門檻很高，以最基本的 AEC-Q100 車規(guī)級產(chǎn)品認證標準為例，廠商需要連續(xù)三個批次完成三輪實驗，要符合這些標準用的設(shè)計就必須要比消費性電子的強度強10倍?！币晃卉囉?a href="http://ttokpm.com/v/tag/137/" target="_blank">芯片廠商告訴記者，為達標準，廠商都要另外給臺積電付費來做特殊工藝。除了硬件設(shè)計要符合車規(guī)的設(shè)計過程，軟件也需要符合車規(guī)規(guī)定的軟件寫的方法和過程，要求非常嚴謹，很多公司都不能承受。

然而通過認證只是開始，進入車廠導入環(huán)節(jié)以后，每個車廠還會結(jié)合自己的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)流程對供應商提出不同的合規(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，但是依然吸引無數(shù)新進者，就因為車用存儲器有很高的報酬與潛在龐大商機。

“前裝市場對于存儲器的規(guī)格要求十分嚴苛，帶來的就是更高的設(shè)計和測試驗證要求，以及更好的價格和利潤表現(xiàn)。”呂東認為。

為此，存儲器廠商們一邊積極應考，一邊不斷改進工藝。從公開數(shù)據(jù)來看，最新出爐的車用存儲產(chǎn)品已經(jīng)可以勝任汽車新時代的挑戰(zhàn)了。

作為汽車電子系統(tǒng)中不可或缺的一員，車用存儲器的前景不可限量。巨大的商機當前，三大存儲巨頭已經(jīng)對車用市場進行了各種布局，而國內(nèi)的存儲新勢力也開始躍躍欲試，新一輪的競賽已經(jīng)悄悄展開。

編輯：hfy