算力，到底意味著什么?
百度百科定義中，“算力”(或稱作“哈希率”，HashRate)是比特幣網(wǎng)絡(luò)處理能力的度量單位，即每秒可以執(zhí)行的哈希運算的次數(shù)。簡單理解，算力越大，挖掘和處理數(shù)據(jù)的能力就越強。
近年來，算力越來越多地被提及。從超算、手機電腦，到汽車領(lǐng)域，算力已然成為科技進步不可或缺的助推力。尤其在汽車領(lǐng)域，算力之爭已全面進入新的軍備競賽階段。
從大屏、多屏的潮流，到不斷豐富的人車交互方式和ADAS功能，汽車智能化需求持續(xù)升級。這背后，是數(shù)據(jù)流量的急劇飆升，是電子電氣架構(gòu)一步步的試探與變革。
傳統(tǒng)分布式EE架構(gòu)中，ECU彼此分離，互不通信，就智能汽車的發(fā)展而言，其算力、傳輸速率已經(jīng)接近瓶頸。結(jié)合行業(yè)數(shù)據(jù)，單車ADAS/AD傳感器每天大約產(chǎn)生4TB到20TB的數(shù)據(jù)。隨著自動駕駛等級提升，車載信息娛樂系統(tǒng)、長續(xù)航電池及5G網(wǎng)絡(luò)的引入，車輛要面對的計算量會越來越大。
圖片來源：方正證券
這時，汽車無異于一臺服務(wù)器。架構(gòu)升級迫在眉睫，同時本地實時處理能力，相應(yīng)的“大容量緩存和存儲”規(guī)格，也勢必將成為硬需求。
現(xiàn)階段，單車平均配備4GB 內(nèi)存和 256GB 的存儲空間。相比之下，高端智能電動車的配置要更高一點。例如，蔚來ET7的車機系統(tǒng)內(nèi)存為16GB，存儲空間256GB;理想L9則是24GB+256GB的組合拳。
中國閃存市場預(yù)測，L4、L5級別自動駕駛汽車將配備“40GB+”的內(nèi)存和“3TB+”的存儲容量。業(yè)內(nèi)也有公司認為，到2027年L4和L5級自動駕駛可能會產(chǎn)生艾字節(jié)(1EB=1024PB)的數(shù)據(jù)。屆時，強大的云存儲和本地存儲缺一不可。
未來的智能汽車，遠非手機可以比擬。不僅如此，更安全、更可靠、更低延時等等“車規(guī)”要求，將是汽車存儲芯片需要且必須接受的考驗。
被忽視的存儲芯片
在車上，存儲需求主要來源是數(shù)據(jù)的生產(chǎn)，如ADAS系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)、事件記錄系統(tǒng)、OTA軟件升級管理系統(tǒng)等。每個系統(tǒng)要獨立運行，就需要具備單獨的計算能力和存儲空間。
常見且被大量使用的汽車存儲芯片，主要有DRAM和NAND Flash兩種。DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，常被用作緩存，處理速度較快，但一旦斷電，存儲的數(shù)據(jù)便會丟失;NAND 是閃存的一種，即使斷電，也能夠保留數(shù)據(jù)。
特斯拉HW3.0的LPDDR4(紅)和flash(綠)
最近幾年，用于汽車的DRAM和NAND 除了持續(xù)擴容外，在技術(shù)形態(tài)上也不斷演進，向著計算機領(lǐng)域看齊。
其中，新一代LPDDR5 DRAM內(nèi)存產(chǎn)品已經(jīng)打入汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)。2022年上市的理想L9就搭載了美光的車規(guī)級LPDDR5。據(jù)悉，與上一代LPDDR4相比，LPDDR5帶寬提升50%，最高能夠降低60%的能耗，同時有助于延長單次充電續(xù)航里程。
閃存方面，根據(jù)Counterpoint Research的報告，L3~L5級自動駕駛汽車的存儲系統(tǒng)將從SLC/MLC NAND轉(zhuǎn)向UFS/嵌入式SSD，通過加大存儲單元密度，增加容量，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理所需的速度和性能。
以LPDDR(Low Power DDR，低功耗雙信道同步動態(tài)隨機存取存儲器)為代表的DRAM內(nèi)存產(chǎn)品在汽車領(lǐng)域攻城掠地，而內(nèi)置了Flash顆粒的SSD同樣迅速普及開來。不過這事要放到2016年左右，相信大部分人不會相信。
當(dāng)時車用SSD的價格遠超HDD，甚至有媒體報道稱“幾十萬的車都用不起SSD”，未來十年HDD都可能被用于車載娛樂系統(tǒng)。然而轉(zhuǎn)眼間，汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型就給存儲芯片帶來了一場巨變。原本高不可攀的產(chǎn)品，正變得越來越普及。
市場研究機構(gòu)Yole Developpement 發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，汽車存儲芯片市場預(yù)計從2021年的43億美元增長到2027年的125億美元。雖然車用市場規(guī)模遠小于服務(wù)器、PC和智能手機市場，但年增速將超過整體市場的8%，達到20%以上。
目前，NAND和DRAM主導(dǎo)了汽車存儲市場，其中DRAM占41%，NAND為39%，合計份額達80%。有預(yù)測稱，全自動駕駛車輛所需的DRAM、NAND將分別是傳統(tǒng)汽車的30倍與100倍。換句話說，車規(guī)存儲芯片市場將迎來爆炸式增長。
然而這塊市場，中國本土廠商的占比微乎其微。
誰是下一個存儲巨頭?
存儲芯片市場高度集中。其中DRAM市場，三星、美光、SK海力士合計市占率逾94%;NAND Flash領(lǐng)域，三星、鎧俠、SK海力士、西部數(shù)據(jù)、美光和英特爾等六家公司的份額合計超過95%。
具體到汽車領(lǐng)域，美光在DRAM內(nèi)存市場的銷售額排名第一。有數(shù)據(jù)顯示，其在2021年的市占率為45%左右，其次是北京君正(15%)，來自中國臺灣的南亞科(9.5%)和華邦電(8.56%)分列第三和第四。與之對比，車載NAND市場主要玩家仍以海外廠商為主。
汽車內(nèi)部系統(tǒng)獨立運行，功能各不相同，也意味著對存儲的需求有所區(qū)別。整體上說，車規(guī)存儲芯片除了大容量的發(fā)展趨勢外，對一致性和可靠性的要求也隨著ADAS/AD等級提升而愈發(fā)嚴格。包括數(shù)據(jù)存儲的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、能耗高低、抗振動、Debug機制、可回溯性等等。
而要滿足“車規(guī)”要求，存儲芯片還必須通過ISO26262、AEC-Q100、IATF16949其中一項標(biāo)準。和消費級產(chǎn)品相比，車規(guī)芯片進入門檻高、認證周期長。因而在汽車供應(yīng)鏈深耕多年的海外公司占據(jù)了先發(fā)優(yōu)勢。
不過最近幾年，國內(nèi)以北京君正、兆易創(chuàng)新等為代表的內(nèi)存芯片公司已紛紛開始在汽車領(lǐng)域跑馬圈地。
圖片來源：CoinDesk
自2020年完成對ISSI(矽成半導(dǎo)體)的收購以來，北京君正引入存儲芯片、模擬芯片和互聯(lián)芯片兩條新增產(chǎn)品線，積極拓展國內(nèi)存儲市場。目前業(yè)務(wù)覆蓋SRAM、DRAM和Flash三大類。在DRAM內(nèi)存條上，北京君正的研發(fā)覆蓋從DDR2、LPDDR2、DDR3到DDR4、LPDDR4等不同種類、不同容量的產(chǎn)品。
據(jù)其稱，用于汽車的DDR4產(chǎn)品與三星、美光等存在交叉競爭關(guān)系。到2022年第四季度，其基于25nm工藝設(shè)計的8GB LPDDR4產(chǎn)品正式送樣。
兆易創(chuàng)新方面，DRAM業(yè)務(wù)處于起步階段，而車規(guī)級Nor Flash大容量芯片占比據(jù)持續(xù)上升，出貨平均容量也持續(xù)提升。從產(chǎn)品上看，GD25 SPI NOR Flash的容量覆蓋512KB～2GB，能夠滿足多種實時操作系統(tǒng)所需的不同存儲空間。
去年2月，兆易創(chuàng)新推出了全國產(chǎn)化38nm SPI NAND Flash——GD5F全系列，通過AEC-Q100車規(guī)級認證，覆蓋1Gb~4Gb容量。至此，實現(xiàn)從SPI NOR Flash到SPI NAND Flash車規(guī)級產(chǎn)品的全面布局。公開信息顯示，北京君正已與博世、大陸等Tier1達成合作;兆易創(chuàng)新的相關(guān)產(chǎn)品，特別是NOR Flash也已經(jīng)和汽車行業(yè)建立緊密合作關(guān)系。
臺媒“經(jīng)濟時報”近日發(fā)文《存儲器廠商求生 積極布局車電》指出，“半導(dǎo)體市況修正當(dāng)中，存儲器行業(yè)難以獨善其身?！卑ㄈ?、SK海力士和美光等廠商都預(yù)告2022年利潤將大幅下滑。其中存儲芯片庫存水位高，供過于求是成因之一。
集邦咨詢(TrendForce)在最新一份報告中提到，去年Q4到今年Q1，DRAM和NAND市場持續(xù)供過于求，導(dǎo)致價格跌跌不休。盡管如此，業(yè)內(nèi)普遍看好汽車電子將帶動存儲芯片高速成長，尤其新能源汽車加快滲透，智能網(wǎng)聯(lián)需求持續(xù)放量。
據(jù)統(tǒng)計，2021年我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車出貨量為1370萬輛，預(yù)計到2025年這一數(shù)字將增至2490萬輛。作為全球智能汽車市場最大的參與者，中國本土存儲公司有望從這波浪潮中獲益。至于能夠受益多少，以及成長到什么樣的段位，仍是一個未知數(shù)。
且看借著“國產(chǎn)化”“供應(yīng)鏈自主可控”的風(fēng)，國內(nèi)是否會出現(xiàn)新的存儲巨頭。
（蓋世汽車）
