在算力、存力和运力这“三力”中,存力也是非常关键的一部分。随着自动驾驶和车联网的发展,汽车产业对存储器的需求与日俱增,车用存储将是未来新兴市场的增长点。
算力上来了,存力得跟上
AI时代,有海量的数据要做运算,于是算力、算法成为瞩目的焦点。其实,在算力、存力和运力这“三力”中,存力也是非常关键的一部分。不管是需要传输进来的数据,还是数据运算过程中的中间结果,抑或是运算完成后得出的结果,都要依靠存储产品把这些数据存起来。算力上来后,一定要有跟算力相匹配的存力方案。
日前,华邦电子产品总监朱迪在慕尼黑上海电子展期间接受媒体记者专访时表示,存储产品既要考量制程能力,也要看它能不能达到那么高的速度,并且达到那样的速度后,整个信号传输得很快,在稳定性和准确性上能否得到很好的保证,这是关键。
在朱迪看来,无论是小容量的内存还是高容量的内存,在技术上都要解决如何降低能耗?如何满足智能化“直冲云霄”的数据存储量?如何保证网联化带来的安全性?概括起来就是小尺寸、低功耗、高速度、高可靠性等几大维度。
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在汽车上,更多复杂的功能意味着需要更多复杂的代码,也就意味着需要更大容量、更高带宽的闪存。从安全气囊、驾驶员监测系统等安全类功能到车载娱乐系统,都少不了闪存来存储关键的代码。过去,汽车搭载的功能并不复杂,小容量的 NOR Flash即可满足这类需求。但是,在智能汽车时代,大容量数据存储场景越来越多,拥有较大内存容量且具有成本优势的OctalNAND 成为理想选择。
半导体行业曾经专注于速度和容量,现在正转向功率效率。随着人工智能学习和训练变得越来越先进,处理海量数据所需的功耗也大幅增加,在芯片越做越小的情况下,对低功耗指标提出更高的要求。HYPERRAM是能够替代传统SDRAM/LPDRAM 的低功耗、小体积内存,能够搭配车用MCU并有效降低座舱内各类系统的功耗。
在汽车步入智能化之前,功能安全一直是重中之重。Flash闪存用于存放系统代码和大部分关键安全数据,如ID、安全密钥、用户数据等。传统的闪存产品往往缺乏必要的安全功能,使得数据极易被未授权访问和读取。唯有通过主控芯片执行特定算法,才能解锁并正确识别闪存中的代码。
2025年,存储行业或迎“大年”
存储芯片与半导体大周期呈现较强关联性,目前已进入上行期。按照行业普遍的看法,2025 年或将是存储行业的“大年”。Gartner此前预测,存储芯片需求在2024年将强劲复苏,存储行业有望迎来新一轮景气度周期。据悉,存储芯片占到整个半导体市场27%的份额,是智能手机、PC、AI服务器等消费电子核心硬件支撑。受益于供应端推动涨价、库存逐渐回归正常,以及AI带动HBM(高带宽内存)、SRAM、DDR5需求上升,产业链有望探底回升。
“汽车的更新换代速度加快,汽车产业在不断转型,从传统燃油车转向新能源汽车,或者是更高级别、更智能化的汽车,这必然会带来车用存储在容量和数量上的增加。”朱迪表示,随着中央计算、边缘计算、AI等新技术进一步融合,未来汽车存储芯片的价值将快速提升。
汽车中,每个SoC和高端MCU都需要存储器配合,用量最大的是座舱SoC和智能驾驶SoC,其次是T-Box和仪表,最后是网关和底盘。
存储器主要分为三类:第一类是DRAM,用于数据和代码缓存,主流产品是LPDDR4和LPDDR5;第二类是存储数据,主流产品是eMMC和UFS;第三类是存储代码,主流产品是NOR Flash。
目前,RAM和NOR FLASH是汽车电子工程师的首选。自动驾驶需要更多的环境感知,计算越来越快,与之匹配的存储也越来越大,大容量的NAND、LPDDR4,甚至LPDDR5或将逐渐成为主流配置。
产品容量及产品数量的增加,有助于推动车用存储进一步增长。很多机构预测明年是存储行业的大年,市场价值超过70亿美元,增长15%以上。
根据佐思汽研发布的《2024年汽车存储芯片及存储产业研究报告》,在高阶自动驾驶的推动下,预计到2028年,全球汽车存储芯片市场规模将达到102.5亿美元。此外,受益于汽车存储芯片加速创新,采用先进技术的存储芯片也将快速上车。汽车存储芯片在汽车半导体中的价值占比将由8%-9%上升至10%-11%。
利基型存储的机会
DRAM作为存储器第一大产品,三星、海力士、美光科技业界最知名的三家企业垄断了全球96.5%的市场份额。在NAND领域,市场格局相对分散一些,三星、铠侠、海力士、西部数据、美光科技等大厂也占据了95.5%的市场份额。
在一个庞大的半导体增长赛道,面对头部龙头的竞争实力,聚焦小而精的细分领域往往不失为一家企业的明智之举。在汽车领域,不同于专注LPDDR5、eMMC、UFS等大容量存储市场的厂商,华邦主要聚焦少量多样的利基型中小容量存储产品。
所谓利基型产品,是指针对特定细分市场或特定消费群体的产品,这些产品通常满足这些群体的特定需求或偏好,而不一定是大众市场的需求。利基市场通常较小,但具有高度专业化和专业化的需求。
汽车电子电气架构正在从分散走向域,再到中央运算平台,也给中小容量的存储带来了机会。“以前,MCU是分散的,功能相对没有那么强,要处理的内容少,内置存储即可满足需求。现在,MCU不断增强,也需要外扩NOR或者DRAM。从这个角度来说,单辆汽车所需要的NOR Flash、DDR3、LPDDR4等中小容量存储产品的机会反而变多了。”朱迪称。
现阶段,华邦电子会聚焦L2及以下的应用,这类应用通常采用一个传感器(包括激光雷达、毫米波雷达等)、摄像头(后视、前视)即可,对于带宽和容量的要求并不是那么极致,但对于成本更加敏感,对于产品可靠性要求极高。这类需求恰好与华邦电子的利基型内存产品十分匹配。这类应用的主控芯片内存接口通常是3200MHz或3733MHz,而一颗典型的32位宽的4Gb LPDDR4,频率可以达到4266MHz。LPDDR4正是华邦电子在DRAM产品线主推的产品。
在闪存产品线上,华邦电子主推8线的NOR Flash(Octal NOR)和8线的NAND Flash(OctalNAND),这两款产品凭借大容量、高带宽的优势,在汽车上应用越来越广泛。尤其是OctalNAND这款产品,目前全球只有华邦一家厂商在做,擦写速率快,OTA升级快,但成本比NOR Flash低很多。
“在汽车应用上,除了智能座舱和驾舱的UFS、SSD、LPDDR5 之外,其他部分,我们的产品(包括NOR Flash和DRAM)都能够用上。”朱迪表示,“因此,从营收规模来看,虽然我们暂未达到大容量存储市场厂商的量级,但华邦凭借庞大的数量基础来赢得市场地位。”
官方介绍,2023年,华邦电子拿下了全球第五大车用存储供应商的排名,闪存产品中的NOR Flash在全球市占率排名中位列第一,另一大产品线DRAM在全球市占率排名中位列第五。
“加量不加价”
面对车用存储市场的高成长空间,越来越多的存储芯片公司都在持续加大对汽车电子领域的资源投入和力度,行业竞争愈显白热化。目前,华邦电子车用营收占比大约为10%,未来两三年希望能增加到15%-25%。
一方面,车用领域非常考验厂商的内功,比如产品品质、出货稳定性、供应是否能够长期稳定等,并且车用领域产品周期非常长,从开始响应到真正量产往往需要2-3年时间。“很多厂商以及他们背后的投资者是否真的有耐心和恒心,秉持长期主义的心态去做车用领域的研发和布局,这是一个很大的考验。”朱迪表示。
另一方面,当前每一代汽车产品的研发周期大幅缩短,但是对于成本的要求非常苛刻。“虽然要求成本降低,但并不意味着就可以偷工减料、降低规格使用。”
因此,在朱迪看来,面对当前激烈的竞争,要做到“加量不加价”。也就是说,产品需要维持同样规格,甚至更高规格的同时,还要控制成本,摆脱低水平的同质化竞争。
为应对汽车行业复杂的需求挑战,华邦电子的策略是打造更多具备差异化价值的存储产品。具体来看:一是不断提升自身产品实力,包括制程能力和产品性能指标;二是靠性价比,利用更先进的制程,在相同性能的基础上,做到成本更低;三是以服务质量取胜。
近两年,华邦电子持续推进制程的演进。在DRAM 产品上,公司从46纳米演进到25纳米,2024年下半年则从25纳米演进到20纳米,并且20纳米的车规级产品已经开始推向客户。在闪存产品上,制程已从58纳米演进到45纳米,NAND Flash 则从32纳米演进到24纳米。新制程量产后,产能得以提升,成本也降低了。
存储作为标准器件,参数或特性也要靠主控芯片协同配合才能充分发挥。这种合作通常从产品的系统架构定义阶段早期即已开始,一直延伸到客户与合作伙伴产品的设计、测试和部署阶段。
今年的慕尼黑上海电子展上,华邦电子展示了一些相关合作伙伴的产品平台。例如,搭载于Mobileye STME-EyeQ4H的 4Gb LPDDR4,可为ADAS前置摄像头提供极具成本效益的低功耗解决方案;应用于“Xilinx Zynq UltraScale+MPSoC”的 OctalNAND,数据吞吐量达到240MB/s。
除了与全球头部车企和各大头部MCU、SoC 厂商NXP、ST、Mobileye达成深度技术融合与产品应用,华邦电子也在加强与本土汽车主控厂商合作,包括芯驰科技、地平线、爱芯元智等。