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自动驾驶市场火爆 看美光科技车载存储如何争得头筹

2023年2月17日

编辑:Rokin/中国出海半导体网

 

随着互联网和计算技术的进步,汽车行业正在向数字化转型,人们对于先进技术赋能的汽车需求与日俱增。据Counterpoint的研究表明,L3级自动驾驶汽车,单小时传感器生成的数据在TB级别。在未来十年内,乘用车单车存储容量将达到2TB。

12月12日,美光科技宣布其LPDDR5X移动内存正持续受到市场青睐,并已经正式搭载在小米旗舰手机Xiaomi 13,其峰值速率高达每秒8.533Gb。美光不仅在手机存储领域有优秀表现,在汽车存储领域,国际调研机构Yole Development最新报告显示,美光汽车存储产品在市场的占有率位居第一,达到45%。三星、铠侠、SK海力士的市场份额与美光还有相当的差距。

美光科技汽车系统架构高级总监Robert Bielby对记者表示,2021年到2025年,汽车对存储的需求以及平均每辆车承载的存储量(按出货存储容量计算)预计将以49%的年复合增长率增长,而同期手机存储的年复合增长率为21%。

12月份,全球知名调研机构Yole Development发布最新报告称,在电气化、智能座舱和ADAS的推动下,汽车是增长最快的内存细分市场,2021年至2027年的复合年增长率为20%。

 

 

2021年,全球汽车内存市场规模达到43亿美元,以 NOR 闪存、DRAM 和 NAND 主导市场,约占汽车半导体市场的10%。这家机构预测,到2027年,汽车存储收入将达到汽车半导体市场的17%,呈现快速增长势头。

作为在全球车载存储领域第一大供应商美光科技,如何看待2023年车载存储市场的前景?有哪些主力的车载存储产品助力智能汽车快速上市?在中国市场,美光科技提供哪些本地的支持和服务助力汽车存储需求落地?美光科技汽车系统架构高级总监Robert Bielby透露了最新的产品布局和合作进展。

 

汽车存储市场存在三大特征

Robert Bielby表示,智能手机的出货量每年达数十亿部,而汽车每年出货量不到1亿辆。2021年到2025年,汽车存储的增速预计将达到智能手机存储的2倍以上。不过从市场规模来看,2021年,智能手机存储的整体市场规模为460亿美元,而同期汽车存储的整体市场规模为40亿美元。考虑到未来全球新能源汽车和自动驾驶需求带动,汽车存储市场长期看好。

他特别指出,随着自动驾驶汽车的不断发展,更高级别的高级驾驶辅助系统(ADAS)正在推动汽车领域存储需求的增长,首批应用包括记录事故发生之前事件的黑匣子(汽车行驶记录仪)等产品。这些应用正持续推动汽车内通信数据量的增长。为支持黑匣子以及类似应用,未来的高端汽车存储密度或将达到1 TB至4 TB。这些应用对本地原生存储容量和耐用性都有很高要求。

 

 

据悉,汽车存储还有一部分需求来自智能座舱。智能座舱具有主要的信息娱乐单元、仪表盘和连接性,目前是主要的存储用户。比如随着图像技术的处理进化,智能汽车使用8-12个摄像头,800万像素的分辨率,60帧/秒的刷新率和16位深度,使数据流速率达到近10 GB/s。

汽车中也开始使用之前应用于手机的LPDDR4和LPDDR5,为了满足比移动应用程序要求更高的汽车级认证需求,它们的功能正得到加强。LPDDR5特别适用于最新型车辆使用的更大显示器,能够管理日益复杂的导航图像和驾驶舱单元的控制区域。

 

中国新能源汽车爆发式增长 LPDDR5X显超强竞争力

12月9日,中国汽车工业协会副总工程师许海东表示,中汽协方面预测,2022年全年国内汽车总销量为2680万辆,同比增长2%。新能源汽车累计销量预计为670万辆,同比增长90.3%。

对于2023年汽车走势,中汽协预测国内新能源汽车2023年将达到900万辆,同比35%。电子发烧友认为,新能源汽车作为汽车智能化变革的良好载体,其市场占比的变化将与智能座舱的渗透率呈正相关。据悉,中国新能源汽车今年市场渗透率超过20%。

2022年,美光推出了业界首款唯一通过ISO 26262 标准ASIL D等级认证的LPDDR5X。ISO 26262是汽车行业的功能安全标准,能够反映部署ADAS和车载信息娱乐系统(IVI)的关键能力。将这两种应用进行结合是汽车业的一个新兴趋势,因此需要解决相应的安全问题。

Robert Bielby介绍说,2022年上半年,美光已经推出了车规级LPDDR5X解决方案。该方案支持每秒高达8.5 Gb的输入/输出信号——比原来的LPDDR5规格提高了1.3倍以上,同时还提升了性能,以实现更高级别ADAS所需的内存带宽。

具体特征是,LPDDR5X不仅在性能上比它的前一代LPDDR4X有显著提升(输入/输出从每秒4.2 Gb提升到每秒8.5 Gb),它还通过使用更低的输入/输出信号电压和动态电压缩放(DVS),实现比LPDDR4X低45%的功耗,同时提供2倍以上的输入/输出信号性能。随着ADAS 系统级芯片计算性能的不断提升,必须高效持续地将数据导入复杂的人工智能引擎,提升系统性能,满足更高级别ADAS的需要。

美光通过密切合作为LPDDR5X提供功能安全。我们的汽车内存有一套特定的功能以解决系统性故障。它具有多个显著优点,包括在故障检测时间间隔(FDTI)方面达到业界最佳水平。此类功能的实现离不开我们与中国和全球各地合作伙伴的紧密合作。

 

 
美光多元化车载存储组合 满足智能汽车升级需求

业界报告显示,智能汽车的存储需求主要来自车载信息娱乐系统(IVI)、高级驾驶辅助系统(ADAS)、车载信息系统、数位仪表板等四大领域。

美光的汽车产品组合包括车规级LPDRAM、DRAM、NAND、MCP和NOR,是行业唯一的一站式汽车内存和存储解决方案供应商。从应用领域来看,美光车规级UFS产品组合被广泛应用于ADAS和车载信息娱乐系统。

由于UFS的整体性能高于上一代产品eMMC,UFS 3.1产品系列能够提供关键的“即时启动”性能,以满足消费者对车载信息娱乐系统和ADAS应用的期望。而且,消费者十分期望汽车能成为数字生活方式的延展。

为何选用车载UFS产品呢?Robert Bielby的回答是,因为eMMC是半双工通信,所以它可以读取或者写入内存,但两者无法同时进行。而UFS是全双工接口,允许同时读写,带来启动和整体系统性能的显著提升。具体来说,与eMMC 5.1相比,UFS的随机读取性能提升了6倍,连续读取性能提升了8.5倍。总之,UFS 3.0的峰值数据传输速率为每秒23.2 Gb。

UFS 3.1是当今智能手机普遍使用的存储。因此,汽车也需要使用类似的存储,以达到与智能手机相同的性能和体验。

 

中国汽车存储市场高速增长 美光提供多元化产品和服务

据美光统计,2021年中国汽车存储市场规模约7亿美元,到2023年估计将达到15亿美元。增长动力一方面来自中国汽车出货量的增长,另一方面也得益于车载内存和存储量的扩大。

美光认为,2021年至2025年,预计DRAM的总比特数将以40%的年复合增长率增长,NAND的总比特数将以49%的年复合增长率增长。为满足包括汽车在内的所有市场对内存和存储的长期需求,美光将继续开发先进的制程技术,在未来二十年内投资打造最先进的晶圆厂,并于2030年之前投入使用。

最近,美光宣布,在提供业内最先进的DRAM和NAND制程技术方面处于行业领先地位。首先,美光宣布推出了基于1-beta制程节点的LPDDR5X。该产品最近被应用于小米最新款旗舰智能手机 Xiaomi 13。

在NAND方面,美光最近还宣布出货全球首款232层NAND,进一步巩固技术领先地位。在基于行业领先制程节点的存储和内存方面,美光提供功率、性能、成本最优秀的产品,这些都是继续推动汽车等所有市场发展的基本要素。

关于中国市场的定制化需求,美光与OEM、一级(tier 1)、0.5级(tier 0.5)供应商紧密合作,希望能够了解当前和未来车用领域的产品要求。通过与合作伙伴的密切合作,我们能够确定具体的需求,一方面可以在当前的产品中应用,另一方面也可以在未来的产品中落实。

Robert Bielby表示,美光在上海、深圳和北京设有专门的客户实验室(此外全球还有10个地点),支持汽车客户进行汽车系统的设计、安排和开发。通过与客户和伙伴的密切合作,我们对他们的实际工作负载有了深刻认识,进而能够帮助他们选用合适的产品,以达到所需的耐用性和相应的存储密度。

“我们对中国汽车存储市场抱有信心,随着中国成为新能源汽车的领先市场,美光车载内存的这一核心优势将成为开拓中国市场的关键。” Robert Bielby最后总结说。