盤子雖小，增速卻大

　　在傳統汽車中，汽車存儲芯片主要應用于信息娛樂系統(IVI)，負責存儲地圖以及少量歌曲和影像資料等多媒體資源。雖然分布在整車各處的ECU拉高了存儲芯片的使用數量，但是對比手機“8+128”的起步配置，車載存儲的總容量普遍僅十余MB。

　　“數量多而容量小”的特征也導致了車載存儲芯片的整體市場份額相較智能手機、PC和服務器較小。

DRAM不同應用所占市場份額(數據來源：CFM閃存市場)

　　過去車載存儲由于“盤子”較小而少有人問津，但這一現象目前正隨著汽車智能化升級而逐漸變化。

　　“存儲在車中所支撐的舊有系統容量需求正在上升;更重要的是，在IVI之外，智能網聯汽車所配備的智能座艙系統、智能輔助駕駛系統(ADAS)和網關等新系統對數據的要求更高。整車所面對的數據流量和計算量正在飆升，因此大容量緩存和存儲會成為剛需。”CFM閃存市場分析師孫夢維告訴《中國電子報》記者。

　　有機構測算，2023年，單車平均存儲容量為內存7GB、閃存73GB，2024年將會升級為內存10GB和閃存110GB，同比增長超40%。預計到2030年，伴隨著L3級及以上自動駕駛汽車的逐步落地，全球車規級存儲市場規模將達到151億美元。

　　電動汽車引發存儲革新

　　電動汽車的多個新系統帶來了對車載芯片存力的高需求，具體而言，車載存儲將迎來三方面的革新。

　　首先是內存和閃存的升級。在內存方面，DRAM的使用越來越向消費級產品的存儲靠近，LPDDR4甚至更高規格的內存正被用于智能座艙芯片。而此前汽車普遍使用的Nor Flash閃存也逐漸被EMMC甚至UFS所替代，用以實現更高的數據傳輸速率和更高的集成度。據悉，高通的智能座艙芯片驍龍8295采用LPDDR4X作為內存，閃存使用UFS3.1，驍龍8255則使用LPDDR5;三星電子的Exynos Auto V920同樣使用LPDDR5。

智能汽車多個系統的存儲器規格及容量(數據來源：CFM閃存市場)

　　其次，高集成度受到重視。汽車電子電氣架構正處于從域控制向中央控制演變的過程中，隨著中央計算的需求增加，多端口存儲芯片承擔著連接多個MCU(甚至是SoC)的任務，以有效整合存儲資源，并實現芯片面積、功耗以及成本的節約。

　　同時，憑借其適合多主機、多應用和多芯片間的數據即時共享特性，PCIe接口也在加速上車。“PCIe能夠實現高速率和低延遲，同時也允許進行大量的存儲優化，這為人工智能在未來汽車中的應用提供了可能。”美光副總裁暨嵌入式產品事業部總經理Kris Baxter表示，“此前，盡管采用集中式存儲解決方案是可行的，但用戶必須集成PCIe交換機，而這種解決方案的成本高達數百美元。”據悉，美光推出具有PCIe4.0接口的4端口車規級存儲產品4150AT SSD，可接入ADAS、IVI等多個系統的SoC。

　　此外，隨著車內數據計算量的增加，HBM這類用于數據中心的高性能存儲產品也有望上車。據不完全統計，電動汽車未來將至少需要2TB的存儲空間，才能保證智能化功能的無延遲運行。這其中包括用戶的應用數據、高精度城市地圖、端側AI大模型，以及整車內部各個系統(如IVI、ADAS等)SoC和網關等。

智能汽車中不同應用所需存儲空間占比(數據來源：美光)

　　“人工智能的多種應用功能為HBM提供了車規化的土壤。在智能駕駛方面，高速NOA、城市NOA、通勤NOA，甚至是特斯拉的BEV+Transformer等對AI的需求越來越強烈。AI算法也可通過大量數據訓練，在環境感知、決策制定和路徑規劃上不斷改進，以適應各種駕駛場景。此外，車載的端側大模型在未來也可能會逐漸普及，這些都為HBM的上車應用提供了大量機會。”得一微電子汽車電子市場負責人袁野告訴記者。

　　盡管如此，HBM的產能問題還需存儲原廠改善。由于英偉達、AMD等廠商的GPU在AI浪潮中仍處于供不應求狀態，且單塊GPU需要6-8塊的HBM堆棧來保證內存和帶寬，因此，SK海力士、美光等企業的HBM產能迅速告急，并在2024年初便先后宣布公司全年訂單已經排滿。

　　“HBM上車的關鍵問題在于成本。一方面HBM的售價目前還處于高位，另一方面則是車載存儲的需求正在加速攀升，如果能夠通過此消彼長來實現成本和需求的平衡，那么HBM上車將更具可行性。”袁野說。

　　垂直整合模式未必是最優解

　　當前，美光、三星電子、鎧俠等企業在車載存儲領域占據了較大份額，其中美光占比超40%。不難發現，幾家頭部企業除了在存儲領域具備深厚技術積累、占據先發優勢之外，垂直整合的生產模式也是其共有特征。

　　一般來說，存儲芯片的生產涵蓋存儲顆粒和存儲控制器兩個部分，存儲顆粒由原廠提供，存儲控制器則由模組廠商通過購入存儲顆粒，再對芯片進行設計、生產以及銷售。美光和凱俠自身生產存儲顆粒，同時兼備存儲控制器的設計能力，通過給客戶提供完整的解決方案來實現盈利。

　　對比起來，三星電子的垂直整合似乎更為徹底。作為IDM企業，在存儲芯片的生產之外，也能夠設計并制造車規級SOC，從而為客戶帶來“全家桶”式的套餐。三星電子公開資料顯示，三星電子先后推出座艙芯片Exynos Auto V920和傳感器ISOCELL Auto 1H1，并配套發布如LPDDR5X、UFS 3.1、GDDR7、AutossD、可拆卸AutossD等車載產品，以全方位支持自動駕駛和軟件定義汽車等需求。

三星電子配合汽車處理器和傳感器推出多款車載存儲(圖片來源：三星電子)

　　“垂直整合最大的特點是可以增強公司對供應鏈的控制力，幫助公司更好地管理成本、質量和交貨時間，并提供更貼合市場需求的客制化產品。但是這種模式在當前市場中迎來了新的考驗。”某半導體業內人士告訴記者。

　　“一方面，垂直整合對公司的芯片研發實力、資本投入、管理運營與產品戰略規劃等多方面能力提出很高要求;另一方面，垂直整合模式下的產品成本控制要基于足夠大的市場體量。從目前需求方的角度看，模組廠在選擇存儲控制器和存儲顆粒時更關注性價比。同樣，對于Tier 1、Tier 2，甚至是SoC企業而言，他們更傾向于從多家存儲芯片企業入手搭配出恰當的產品組合，而非依賴一套解決方案。”他說。

　　作者：王信豪　　來源：中國電子報、電子信息產業網