车载大算力需求背后：存储芯片的“背刺”？
- 来源：盖世汽车
- 2023/2/21 9:00:03
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算力，到底意味着什么？
百度百科定义中，“算力”(或称作“哈希率”，HashRate)是比特币网络处理能力的度量单位，即每秒可以执行的哈希运算的次数。简单理解，算力越大，挖掘和处理数据的能力就越强。
近年来，算力越来越多地被提及。从超算、手机电脑，到汽车领域，算力已然成为科技进步不可或缺的助推力。尤其在汽车领域，算力之争已全面进入新的军备竞赛阶段。
从大屏、多屏的潮流，到不断丰富的人车交互方式和ADAS功能，汽车智能化需求持续升级。这背后，是数据流量的急剧飙升，是电子电气架构一步步的试探与变革。
传统分布式EE架构中，ECU彼此分离，互不通信，就智能汽车的发展而言，其算力、传输速率已经接近瓶颈。结合行业数据，单车ADAS/AD传感器每天大约产生4TB到20TB的数据。随着自动驾驶等级提升，车载信息娱乐系统、长续航电池及5G网络的引入，车辆要面对的计算量会越来越大。
这时，汽车无异于一台服务器。架构升级迫在眉睫，同时本地实时处理能力，相应的“大容量缓存和存储”规格，也势必将成为硬需求。
现阶段，单车平均配备4GB 内存和 256GB 的存储空间。相比之下，高端智能电动车的配置要更高一点。例如，蔚来ET7的车机系统内存为16GB，存储空间256GB；理想L9则是24GB+256GB的组合拳。
中国闪存市场预测，L4、L5级别自动驾驶汽车将配备“40GB+”的内存和“3TB+”的存储容量。业内也有公司认为，到2027年L4和L5级自动驾驶可能会产生艾字节(1EB=1024PB)的数据。届时，强大的云存储和本地存储缺一不可。
未来的智能汽车，远非手机可以比拟。不仅如此，更安全、更可靠、更低延时等等“车规”要求，将是汽车存储芯片需要且必须接受的考验。
被忽视的存储芯片
在车上，存储需求主要来源是数据的生产，如ADAS系统、车载信息娱乐系统、事件记录系统、OTA软件升级管理系统等。每个系统要独立运行，就需要具备单独的计算能力和存储空间。
常见且被大量使用的汽车存储芯片，主要有DRAM和NAND Flash两种。DRAM(动态随机存取存储器)是与CPU直接交换数据的内部存储器，常被用作缓存，处理速度较快，但一旦断电，存储的数据便会丢失；NAND 是闪存的一种，即使断电，也能够保留数据。
最近几年，用于汽车的DRAM和NAND 除了持续扩容外，在技术形态上也不断演进，向着计算机领域看齐。
其中，新一代LPDDR5 DRAM内存产品已经打入汽车生产环节。2022年上市的理想L9就搭载了美光的车规级LPDDR5。据悉，与上一代LPDDR4相比，LPDDR5带宽提升50%，最高能够降低60%的能耗，同时有助于延长单次充电续航里程。
闪存方面，根据Counterpoint Research的报告，L3~L5级自动驾驶汽车的存储系统将从SLC/MLC NAND转向UFS/嵌入式SSD，通过加大存储单元密度，增加容量，从而实现数据管理所需的速度和性能。
以LPDDR(Low Power DDR，低功耗双信道同步动态随机存取存储器)为代表的DRAM内存产品在汽车领域攻城掠地，而内置了Flash颗粒的SSD同样迅速普及开来。不过这事要放到2016年左右，相信大部分人不会相信。
当时车用SSD的价格远超HDD，甚至有媒体报道称“几十万的车都用不起SSD”，未来十年HDD都可能被用于车载娱乐系统。然而转眼间，汽车产业转型就给存储芯片带来了一场巨变。原本高不可攀的产品，正变得越来越普及。
市场研究机构Yole Developpement 发布的最新数据显示，汽车存储芯片市场预计从2021年的43亿美元增长到2027年的125亿美元。虽然车用市场规模远小于服务器、PC和智能手机市场，但年增速将超过整体市场的8%，达到20%以上。
目前，NAND和DRAM主导了汽车存储市场，其中DRAM占41%，NAND为39%，合计份额达80%。有预测称，全自动驾驶车辆所需的DRAM、NAND将分别是传统汽车的30倍与100倍。换句话说，车规存储芯片市场将迎来爆炸式增长。
然而这块市场，中国本土厂商的占比微乎其微。
谁是下一个存储巨头？
存储芯片市场高度集中。其中DRAM市场，三星、美光、SK海力士合计市占率逾94%；NAND Flash领域，三星、铠侠、SK海力士、西部数据、美光和英特尔等六家公司的份额合计超过95%。
具体到汽车领域，美光在DRAM内存市场的销售额排名第一。有数据显示，其在2021年的市占率为45%左右，其次是北京君正(15%)，来自中国台湾的南亚科(9.5%)和华邦电(8.56%)分列第三和第四。与之对比，车载NAND市场主要玩家仍以海外厂商为主。
汽车内部系统独立运行，功能各不相同，也意味着对存储的需求有所区别。整体上说，车规存储芯片除了大容量的发展趋势外，对一致性和可靠性的要求也随着ADAS/AD等级提升而愈发严格。包括数据存储的稳定性、响应速度、能耗高低、抗振动、Debug机制、可回溯性等等。
而要满足“车规”要求，存储芯片还必须通过ISO26262、AEC-Q100、IATF16949其中一项标准。和消费级产品相比，车规芯片进入门槛高、认证周期长。因而在汽车供应链深耕多年的海外公司占据了先发优势。
不过最近几年，国内以北京君正、兆易创新等为代表的内存芯片公司已纷纷开始在汽车领域跑马圈地。
自2020年完成对ISSI(矽成半导体)的收购以来，北京君正引入存储芯片、模拟芯片和互联芯片两条新增产品线，积极拓展国内存储市场。目前业务覆盖SRAM、DRAM和Flash三大类。在DRAM内存条上，北京君正的研发覆盖从DDR2、LPDDR2、DDR3到DDR4、LPDDR4等不同种类、不同容量的产品。
据其称，用于汽车的DDR4产品与三星、美光等存在交叉竞争关系。到2022年第四季度，其基于25nm工艺设计的8GB LPDDR4产品正式送样。
兆易创新方面，DRAM业务处于起步阶段，而车规级Nor Flash大容量芯片占比据持续上升，出货平均容量也持续提升。从产品上看，GD25 SPI NOR Flash的容量覆盖512KB～2GB，能够满足多种实时操作系统所需的不同存储空间。
去年2月，兆易创新推出了全国产化38nm SPI NAND Flash——GD5F全系列，通过AEC-Q100车规级认证，覆盖1Gb~4Gb容量。至此，实现从SPI NOR Flash到SPI NAND Flash车规级产品的全面布局。公开信息显示，北京君正已与博世、大陆等Tier1达成合作；兆易创新的相关产品，特别是NOR Flash也已经和汽车行业建立紧密合作关系。
台媒“经济时报”近日发文《存储器厂商求生 积极布局车电》指出，“半导体市况修正当中，存储器行业难以独善其身。”包括三星、SK海力士和美光等厂商都预告2022年利润将大幅下滑。其中存储芯片库存水位高，供过于求是成因之一。
集邦咨询(TrendForce)在最新一份报告中提到，去年Q4到今年Q1，DRAM和NAND市场持续供过于求，导致价格跌跌不休。尽管如此，业内普遍看好汽车电子将带动存储芯片高速成长，尤其新能源汽车加快渗透，智能网联需求持续放量。
据统计，2021年我国智能网联汽车出货量为1370万辆，预计到2025年这一数字将增至2490万辆。作为全球智能汽车市场最大的参与者，中国本土存储公司有望从这波浪潮中获益。至于能够受益多少，以及成长到什么样的段位，仍是一个未知数。
且看借着“国产化”“供应链自主可控”的风，国内是否会出现新的存储巨头。
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