車(chē)載存儲(chǔ)，被忽視了嗎？

算力需求的膨脹將引發(fā)存力的擴(kuò)張。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，HBM（高帶寬存儲(chǔ)器）受數(shù)據(jù)中心龐大數(shù)據(jù)處理需求影響，一度成為幾家存儲(chǔ)原廠(chǎng)業(yè)績(jī)轉(zhuǎn)暖的重要推動(dòng)力。而隨著汽車(chē)電動(dòng)化、智能化的滲透力度加強(qiáng)，芯片廠(chǎng)家開(kāi)始競(jìng)逐用于智能座艙、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的算力芯片的性能指標(biāo)，存儲(chǔ)芯片在汽車(chē)領(lǐng)域的重要性也隨之提升。

盤(pán)子雖小，增速卻大

在傳統(tǒng)汽車(chē)中，汽車(chē)存儲(chǔ)芯片主要應(yīng)用于信息娛樂(lè)系統(tǒng)（IVI），負(fù)責(zé)存儲(chǔ)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(chē)各處的ECU拉高了存儲(chǔ)芯片的使用數(shù)量，但是對(duì)比手機(jī)“8+128”的起步配置，車(chē)載存儲(chǔ)的總?cè)萘科毡閮H十余MB。

“數(shù)量多而容量小”的特征也導(dǎo)致了車(chē)載存儲(chǔ)芯片的整體市場(chǎng)份額相較智能手機(jī)、PC和服務(wù)器較小。

過(guò)去車(chē)載存儲(chǔ)由于“盤(pán)子”較小而少有人問(wèn)津，但這一現(xiàn)象目前正隨著汽車(chē)智能化升級(jí)而逐漸變化。

“存儲(chǔ)在車(chē)中所支撐的舊有系統(tǒng)容量需求正在上升；更重要的是，在IVI之外，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)所配備的智能座艙系統(tǒng)、智能輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）和網(wǎng)關(guān)等新系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的要求更高。整車(chē)所面對(duì)的數(shù)據(jù)流量和計(jì)算量正在飆升，因此大容量緩存和存儲(chǔ)會(huì)成為剛需。”CFM閃存市場(chǎng)分析師孫夢(mèng)維告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者。

有機(jī)構(gòu)測(cè)算，2023年，單車(chē)平均存儲(chǔ)容量為內(nèi)存7GB、閃存73GB，2024年將會(huì)升級(jí)為內(nèi)存10GB和閃存110GB，同比增長(zhǎng)超40%。預(yù)計(jì)到2030年，伴隨著L3級(jí)及以上自動(dòng)駕駛汽車(chē)的逐步落地，全球車(chē)規(guī)級(jí)存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到151億美元。

電動(dòng)汽車(chē)引發(fā)存儲(chǔ)革新

電動(dòng)汽車(chē)的多個(gè)新系統(tǒng)帶來(lái)了對(duì)車(chē)載芯片存力的高需求，具體而言，車(chē)載存儲(chǔ)將迎來(lái)三方面的革新。

首先是內(nèi)存和閃存的升級(jí)。在內(nèi)存方面，DRAM的使用越來(lái)越向消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的存儲(chǔ)靠近，LPDDR4甚至更高規(guī)格的內(nèi)存正被用于智能座艙芯片。而此前汽車(chē)普遍使用的Nor Flash閃存也逐漸被EMMC甚至UFS所替代，用以實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更高的集成度。據(jù)悉，高通的智能座艙芯片驍龍8295采用LPDDR4X作為內(nèi)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(chē)多個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器規(guī)格及容量（數(shù)據(jù)來(lái)源：CFM閃存市場(chǎng)）

其次，高集成度受到重視。汽車(chē)電子電氣架構(gòu)正處于從域控制向中央控制演變的過(guò)程中，隨著中央計(jì)算的需求增加，多端口存儲(chǔ)芯片承擔(dān)著連接多個(gè)MCU（甚至是SoC）的任務(wù)，以有效整合存儲(chǔ)資源，并實(shí)現(xiàn)芯片面積、功耗以及成本的節(jié)約。

同時(shí)，憑借其適合多主機(jī)、多應(yīng)用和多芯片間的數(shù)據(jù)即時(shí)共享特性，PCIe接口也在加速上車(chē)?！癙CIe能夠?qū)崿F(xiàn)高速率和低延遲，同時(shí)也允許進(jìn)行大量的存儲(chǔ)優(yōu)化，這為人工智能在未來(lái)汽車(chē)中的應(yīng)用提供了可能?！?a class="article-link" target="_blank" href="/manufacturer/1000527/">美光副總裁暨嵌入式產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Kris Baxter表示，“此前，盡管采用集中式存儲(chǔ)解決方案是可行的，但用戶(hù)必須集成PCIe交換機(jī)，而這種解決方案的成本高達(dá)數(shù)百美元。”據(jù)悉，美光推出具有PCIe4.0接口的4端口車(chē)規(guī)級(jí)存儲(chǔ)產(chǎn)品4150AT SSD，可接入ADAS、IVI等多個(gè)系統(tǒng)的SoC。

此外，隨著車(chē)內(nèi)數(shù)據(jù)計(jì)算量的增加，HBM這類(lèi)用于數(shù)據(jù)中心的高性能存儲(chǔ)產(chǎn)品也有望上車(chē)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)將至少需要2TB的存儲(chǔ)空間，才能保證智能化功能的無(wú)延遲運(yùn)行。這其中包括用戶(hù)的應(yīng)用數(shù)據(jù)、高精度城市地圖、端側(cè)AI大模型，以及整車(chē)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)（如IVI、ADAS等）SoC和網(wǎng)關(guān)等。

“人工智能的多種應(yīng)用功能為HBM提供了車(chē)規(guī)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(duì)AI的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。AI算法也可通過(guò)大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，在環(huán)境感知、決策制定和路徑規(guī)劃上不斷改進(jìn)，以適應(yīng)各種駕駛場(chǎng)景。此外，車(chē)載的端側(cè)大模型在未來(lái)也可能會(huì)逐漸普及，這些都為HBM的上車(chē)應(yīng)用提供了大量機(jī)會(huì)?！钡靡晃㈦娮悠?chē)電子市場(chǎng)負(fù)責(zé)人袁野告訴記者。

盡管如此，HBM的產(chǎn)能問(wèn)題還需存儲(chǔ)原廠(chǎng)改善。由于英偉達(dá)、AMD等廠(chǎng)商的GPU在AI浪潮中仍處于供不應(yīng)求狀態(tài)，且單塊GPU需要6-8塊的HBM堆棧來(lái)保證內(nèi)存和帶寬，因此，SK海力士、美光等企業(yè)的HBM產(chǎn)能迅速告急，并在2024年初便先后宣布公司全年訂單已經(jīng)排滿(mǎn)。

“HBM上車(chē)的關(guān)鍵問(wèn)題在于成本。一方面HBM的售價(jià)目前還處于高位，另一方面則是車(chē)載存儲(chǔ)的需求正在加速攀升，如果能夠通過(guò)此消彼長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)成本和需求的平衡，那么HBM上車(chē)將更具可行性。”袁野說(shuō)。

垂直整合模式未必是最優(yōu)解

當(dāng)前，美光、三星電子、鎧俠等企業(yè)在車(chē)載存儲(chǔ)領(lǐng)域占據(jù)了較大份額，其中美光占比超40%。不難發(fā)現(xiàn)，幾家頭部企業(yè)除了在存儲(chǔ)領(lǐng)域具備深厚技術(shù)積累、占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)之外，垂直整合的生產(chǎn)模式也是其共有特征。

一般來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)芯片的生產(chǎn)涵蓋存儲(chǔ)顆粒和存儲(chǔ)控制器兩個(gè)部分，存儲(chǔ)顆粒由原廠(chǎng)提供，存儲(chǔ)控制器則由模組廠(chǎng)商通過(guò)購(gòu)入存儲(chǔ)顆粒，再對(duì)芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及銷(xiāo)售。美光和凱俠自身生產(chǎn)存儲(chǔ)顆粒，同時(shí)兼?zhèn)浯鎯?chǔ)控制器的設(shè)計(jì)能力，通過(guò)給客戶(hù)提供完整的解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)盈利。

對(duì)比起來(lái)，三星電子的垂直整合似乎更為徹底。作為IDM企業(yè)，在存儲(chǔ)芯片的生產(chǎn)之外，也能夠設(shè)計(jì)并制造車(chē)規(guī)級(jí)SOC，從而為客戶(hù)帶來(lái)“全家桶”式的套餐。三星電子公開(kāi)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(fā)布如LPDDR5X、UFS 3.1、GDDR7、AutossD、可拆卸AutossD等車(chē)載產(chǎn)品，以全方位支持自動(dòng)駕駛和軟件定義汽車(chē)等需求。

“垂直整合最大的特點(diǎn)是可以增強(qiáng)公司對(duì)供應(yīng)鏈的控制力，幫助公司更好地管理成本、質(zhì)量和交貨時(shí)間，并提供更貼合市場(chǎng)需求的客制化產(chǎn)品。但是這種模式在當(dāng)前市場(chǎng)中迎來(lái)了新的考驗(yàn)。”某半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士告訴記者。

“一方面，垂直整合對(duì)公司的芯片研發(fā)實(shí)力、資本投入、管理運(yùn)營(yíng)與產(chǎn)品戰(zhàn)略規(guī)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(chǎn)品成本控制要基于足夠大的市場(chǎng)體量。從目前需求方的角度看，模組廠(chǎng)在選擇存儲(chǔ)控制器和存儲(chǔ)顆粒時(shí)更關(guān)注性?xún)r(jià)比。同樣，對(duì)于Tier 1、Tier 2，甚至是SoC企業(yè)而言，他們更傾向于從多家存儲(chǔ)芯片企業(yè)入手搭配出恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品組合，而非依賴(lài)一套解決方案?！彼f(shuō)。

作者丨王信豪編輯丨張心怡美編丨馬利亞監(jiān)制丨連曉東