汽車存儲(chǔ)市場(chǎng)迅速發(fā)展，機(jī)遇與挑戰(zhàn)下新一輪競(jìng)賽已經(jīng)展開
目前，整個(gè)汽車內(nèi)存市場(chǎng)目前由美光主導(dǎo)，估計(jì)市場(chǎng)份額為 45%（按收入計(jì)），其次是三星，市場(chǎng)份額為 13%。英飛凌、鎧俠、SK海力士和ISSI均排在三星之后，市場(chǎng)份額≤7%。
01汽車存儲(chǔ)器的需求和市場(chǎng)估算
在傳統(tǒng)的汽車電子控制單元（Electronic Control Unit ECU）的存儲(chǔ)需求并不大，在域控時(shí)代DCU里面，主要需要大容量的自動(dòng)輔助駕駛和座艙系統(tǒng)的需求。
隨著圖像技術(shù)的處理進(jìn)化，智能汽車使用8-12個(gè)攝像頭，800萬(wàn)像素的分辨率，60幀/秒的刷新率和16位深度，使數(shù)據(jù)流速率達(dá)到近10 GB/s。汽車中也開始使用之前應(yīng)用于手機(jī)的LPDDR4和LPDDR5，而為了滿足比移動(dòng)應(yīng)用程序要求更高的汽車級(jí)認(rèn)證需求，它們的功能正得到加強(qiáng)。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(fù)雜的導(dǎo)航圖像和駕駛艙單元的控制區(qū)域。
智能車輛的運(yùn)算功耗受到限制，未來(lái)的E/E架構(gòu)和汽車內(nèi)存，也需要配合計(jì)算的過(guò)程變得更加節(jié)能。下一代汽車內(nèi)存需要在帶寬、時(shí)延、功率和容量上不斷突破極限。大容量NAND閃存模塊在許多汽車應(yīng)用和系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要的作用，很多存儲(chǔ)功能都使用非易失性內(nèi)存。
根據(jù)Yole 2021年的數(shù)據(jù)，用于汽車的存儲(chǔ)確實(shí)是在高速增長(zhǎng)的。從2020年到2026年，是以DRAM 35%（每個(gè)系統(tǒng)的GB）、NAND 57%的速度在增長(zhǎng)，這對(duì)比手機(jī)、平板增長(zhǎng)快了3倍。
Yole的報(bào)告里面也有一個(gè)示意圖，實(shí)質(zhì)上智能汽車的變革速度是比較慢的，和消費(fèi)電子手機(jī)比起來(lái)，基數(shù)很小。
02汽車存儲(chǔ)的特點(diǎn)
由于汽車行業(yè)的要求，存儲(chǔ)器企業(yè)需要支持AEC-Q1004汽車級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并建立標(biāo)準(zhǔn)流程，覆蓋從研發(fā)階段的設(shè)計(jì)到遵循IATF 169495標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)。從軟件開發(fā)角度來(lái)看，此汽車軟件性能改進(jìn)及能力確定（ASPICE6）標(biāo)準(zhǔn)，功能安全（ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)），這些汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有助于確保利益相關(guān)方在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中進(jìn)行清晰的溝通。可追溯性不僅能夠助力產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、工程師和測(cè)試人員滿懷信心的從事開發(fā)工作，而且能夠使市場(chǎng)更安全、車輛更可靠。遵循這些標(biāo)準(zhǔn)將有助于提高質(zhì)量和效率，并降低故障率。
汽車內(nèi)存也需要糾錯(cuò)碼（Error Correction Code, 簡(jiǎn)稱 ECC8）、內(nèi)建自測(cè)（Built-In Self-Test，簡(jiǎn)稱BIST9）和循環(huán)冗余校驗(yàn)（Cyclic Redundancy Check，簡(jiǎn)稱 CRC10）的開發(fā)，需要具備更好耐溫性能的位單元，并為刷新過(guò)程中失去電荷的DRAM裸片引入糾錯(cuò)功能。
NAND Flash是有擦寫壽命限制的，而汽車領(lǐng)域?qū)τ谲囕v的要求一般在八年或者十年，根據(jù)工作負(fù)載，選擇一塊8GB容量的存儲(chǔ)，十年的總寫入量可以支持20TB。這方面特斯拉的出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題就是：容量選小了以后，有很多新的應(yīng)用不斷出現(xiàn)和更新，隨著使用年限的增加，工作負(fù)載可能比之前預(yù)期要大很多。這就會(huì)導(dǎo)致原本可以保證安全行駛八年或者十年不出問(wèn)題，但隨著工作負(fù)載的增加，NAND Flash車載容量消耗會(huì)加快，可能會(huì)遇到用到第四年或者第五年機(jī)器無(wú)法啟動(dòng)的情況。
03駕駛艙和 ADAS 以及自動(dòng)駕駛 (AD) 占汽車內(nèi)存收入的 90% 以上
在全球內(nèi)存市場(chǎng)中，NAND 和 DRAM 合計(jì)占 2021 年收入的 96%，而 NOR 閃存僅占略高于 2%（約 35 億美元）。NAND 和 DRAM 也主導(dǎo)了汽車內(nèi)存市場(chǎng)，合計(jì)份額為 80%（DRAM 為 41%，NAND 為 39%）。NOR 閃存在汽車領(lǐng)域的占有率要高得多，市場(chǎng)份額為 15% (約6.6億美元)。
具有主要信息娛樂(lè)單元、儀表盤和連接性的駕駛艙目前是主要的內(nèi)存用戶。為了重現(xiàn)“智能手機(jī)般”的用戶體驗(yàn)，駕駛艙內(nèi)存內(nèi)容遵循相同的內(nèi)存內(nèi)容趨勢(shì)。NOR 閃存仍在使用，但托管 NAND 和 DRAM 占據(jù)了大部分收入。
ADAS & AD 成為第二個(gè)車載內(nèi)存用戶，2021 年占收入的 24%。內(nèi)存消耗主要是 DRAM 和高密度 NOR 閃存，可能還有用于智能傳感器的 SLC NAND。它是內(nèi)存增長(zhǎng)最快的應(yīng)用領(lǐng)域。
“其他”領(lǐng)域（動(dòng)力總成、底盤和安全以及車身和舒適性）估計(jì)約占需求的 5%。這些領(lǐng)域所需的限制最多，主要使用穩(wěn)健的存儲(chǔ)器技術(shù)，例如 EEPROM 和 NOR 閃存。
到 2027 年，座艙預(yù)計(jì)仍將是主要應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)存消費(fèi)者，但 ADAS & AD 的收入份額將增至 36%。在技術(shù)方面，DRAM 和 NAND 預(yù)計(jì)將占汽車內(nèi)存收入的近 90%。
04技術(shù)趨勢(shì)：智能功能需要更快的接口和更大的密度
汽車市場(chǎng)在質(zhì)量、資格、可靠性、功能安全和供應(yīng)壽命方面有特定要求，需要解決這個(gè)市場(chǎng)的參與者付出額外的努力和奉獻(xiàn)精神。
長(zhǎng)期以來(lái)，所使用的存儲(chǔ)器技術(shù)僅限于穩(wěn)健的解決方案，例如 EEPROM 和 NOR 閃存。隨著數(shù)字駕駛艙和 ADAS 智能傳感器以及自動(dòng)駕駛功能的普及，這種情況已經(jīng)發(fā)生了變化。
從帶有主要信息娛樂(lè)單元的模擬儀表板，車輛現(xiàn)在正在采用完全集中的數(shù)字駕駛艙電子設(shè)備。例如，DRAM 已經(jīng)從 DDR2 和 DDR3L 發(fā)展到 LPDDR4(x)，在某些情況下甚至是 GDDRx。相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的增加導(dǎo)致采用更大、更快管理的 NAND 解決方案。從 eMMC 開始，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)在最豪華的車輛中采用 UFS 和潛在的 PCIe 固態(tài)硬盤 (SSD)。
ADAS 功能正在推動(dòng)智能傳感器的普及，例如前置攝像頭、成像雷達(dá)，甚至激光雷達(dá)。這將需要高密度 NOR 閃存（(Q)SPI 到 xSPI）和 DRAM（DDR3L 或 LPDDR4），具體取決于所使用的應(yīng)用程序處理單元。
自動(dòng)駕駛需要采用中央處理和人工智能功能。后者需要高帶寬 DRAM。雖然大部分設(shè)計(jì)使用的是LPDDR4(x)或DDR4，但也有一部分使用的是GDDRx，未來(lái)我們可能還會(huì)想到HBM。自動(dòng)駕駛需要存儲(chǔ)大量代碼和數(shù)據(jù)，因此需要采用 eMMC 或 UFS 設(shè)備。預(yù)計(jì)未來(lái)用于自動(dòng)駕駛汽車的事件數(shù)據(jù)記錄器（黑匣子）需要非常大的密度和速度，這可能會(huì)導(dǎo)致采用 PCIe SSD。
在Yole看來(lái)，汽車存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)迎來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
05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(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)汽車市場(chǎng)趨勢(shì)若騖。
通常，汽車配件市場(chǎng)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(chǎng)更像消費(fèi)電子，前裝則門檻很高。
陳躍楠認(rèn)為車用存儲(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之內(nèi)了。”
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)。“汽車關(guān)乎人命，因此門檻很高，以最基本的 AEC-Q100 車規(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)要符合車規(guī)的設(shè)計(jì)過(guò)程，軟件也需要符合車規(guī)規(guī)定的軟件寫的方法和過(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)證只是開始，進(jìn)入車廠導(dǎo)入環(huán)節(jié)以后，每個(gè)車廠還會(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)檐囉么鎯?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。從公開數(shù)據(jù)來(lái)看，最新出爐的車用存儲(chǔ)產(chǎn)品已經(jīng)可以勝任汽車新時(shí)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(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)力也開始躍躍欲試，新一輪的競(jìng)賽已經(jīng)悄悄展開。
