潛力無限的汽車存儲芯片_風聞

隨着智能化、電動化浪潮的推進，汽車芯片的含量成倍提升，電動車半導體含量約為燃油車2倍，智能車為8-10倍。需求增量端2020年全球約需要439億顆汽車芯片，2035年增長為1285億顆。價值增量端，2020年汽車芯片價值量為339億美元，2035年為893億美元。可見芯片將成為汽車新利潤增長點，有望成為引領半導體發展新驅動力。

汽車芯片從應用環節可以分為5類：主控芯片、存儲芯片、功率芯片、模擬芯片、傳感器芯片等，以存儲芯片為例，2022年全球汽車存儲芯片市場規模約52億美元，國內汽車存儲芯片市場規模增長潛力大。

汽車存儲芯片驅動因素

目前車載市場中主要的存儲應用包括DRAM（DDR、LPDDR）、和NAND（e.MMC和UFS等）。根據IHS數據，2019年，全球汽車存儲芯片市場規模為36億美元，其中LPDDR和NAND市場規模約為8億美元和10億美元。2020年全球汽車存儲芯片市場規模為34億美元左右，約佔整個汽車半導體市場的9%，初步預測到2023年，全球汽車存儲芯片市場規模為59億美元。2020年中國汽車存儲芯片市場規模達到了4.31億美元，預計2026年可達到7.32億美元。

**電動化、信息化、智能化、網聯化發展推動汽車存儲革命，未來汽車存儲將由GB級走向TB級別。**從當前看，ADAS系統、新一代中控系統，為實現車聯網引入5G連接技術、端邊雲和OTA等均為基礎代碼、數據與參數存儲的載體。未來更豐富的娛樂系統，更強的中控電腦和數字駕駛艙，更完備事件記錄系統，更多的傳感器和輔助駕駛決策將對存儲空間提出“TB級”需求。

**各類車型的DRAM、NAND存儲容量翻倍。**根據Yole，轎車、貨車和公共汽車的DRAM平均存儲容量將以35%的複合增速增長（2020-2026），並在2026年達到平均每車約27GB，翻6倍；各車型NAND平均存儲容量將以57%的複合增速增長（2020-2026），並在2026年超過500GB，翻15倍。

驅動因素一：智能駕駛等級漸升，傳感器、ADAS平台研發要求存儲器具備更大容量和更好性能

**隨着智能汽車自動化程度提高，數據生產量級呈指數級增長。**從自動駕駛級別來看，目前所處的L1、L2級別的定速巡航不需要太多存儲設備，只記錄車速、發動機參數等。L4級別自動駕駛的算法準確性需要達到甚至超過人類的認知水平，需要人工智能和深度學習的參與，通過對大量的數據進行訓練，不斷優化，把所有的經驗歸納為代碼，才有可能實現不同駕駛場景的準確判斷和科學決策，L4級別自動駕駛下一輛車一次路測就會產生約8-60TB的數據，整個研發週期內產生的數據會達到EB級別。L5級別完全不需要人的參與，數據採集、預存、反饋、匹配、科學依據和判斷環節需要大量存儲容量。

**自動駕駛產生的海量數據將對存儲的帶寬和容量提出更高的要求，汽車存儲芯片的價值量會隨之提升。**根據Semico Research，對L1和L2級而言，對於存儲容量的需求差別不大，一般配置8GB DRAM 和8GB NAND，而L3及以上級自動駕駛的高精度地圖、數據、算法都需要大容量存儲來支持，一台L3級的自動駕駛汽車將需要16GB DRAM和256GB NAND,一台L5級的全自動駕駛汽車估計需要74GB DRAM和1TB NAND。根據美光科技及中國閃存預計，L2/L3級自動駕駛汽車對內存帶寬要求約為100GB/s，對DRAM和NANDFLASH的平均容量需求約為8GB和25GB。

對於L3ADAS，選擇LPDDR5將大大簡化系統，需要9個DRAM即可提供224GB/s的帶寬。而對於L4ADAS，帶寬要求上升到300GB/s。在此級別，以6.4Gb/s的速度運行的LPDDR5接口將需要12個DRAM，可能會造成SoC佈局出現問題，需要GDDR6進行設計。5個GDDR6DRAM以16Gb/S的速度運行，可提供超過300GB/s的帶寬，8個GDRR6DRAM設備即可輕鬆滿足L5ADAS所需的500GB/s的速度。

**智能化下佔據車輛車載存儲數據的最大份額的是各類傳感器的數據，傳感器數據主要來自ADAS系統和V2X功能。**其中包括：GPS接收器、激光雷達、超聲波傳感器、毫米波雷達、高清攝像頭等。以汽車駕駛輔助系統ADAS為例，由於需要大容量存儲和高效運算支撐系統的快速反映，特別是高清的圖像傳輸，對於存儲產品的容量、性能、可靠性也提出了越來越高的需求。在自動駕駛研發過程中，這些路測數據會被上傳到研發平台，由平台對這些數據進行訓練，並在ADAS平台上進行驗證和仿真，在此過程中又會產生大量的過程數據，他們都以文件或對象的方式保存，供各個平台頻繁讀寫。

**隨着自動駕駛等級由L1向L5不斷滲透，傳感器數量、採集到的數據量顯著提升，對存儲芯片的數量和容量需求也隨之增加。**自動駕駛應用中，每顆攝像頭、雷達均需要一顆儲存芯片與其配套使用，攝像頭和雷達會將所感知到的路面信息寫入儲存芯片中，並通過專有算法對寫入的數據進行運算、分析，快速做出緊急避讓、制動等操作。以L4級別為例，自動駕駛私家車各個傳感器一天數小時行駛中需要產生超過10GB的結構化數據，每2h需要存儲2TB場景記錄數據，營運車行駛10h將產生20TB數據，目前百度等自動駕駛方案車每天路測所積累的場景數據已經遠超20TB。現有的流量成本和帶寬很難支持將全部數據上傳雲端，大量數據需在車內進行存儲和計算。

**各類車載傳感器中，ADAS攝像頭的數據生產量級最大，對更高效的處理和存儲方案提出要求。**根據Yole，多作業目的的ADAS 攝像頭每小時產生數據量達352GB，後續伴隨主機廠對立體或三攝相機的應用，這一數據量將在此基礎上再增加1-2倍；激光雷達同樣產生了較大量級的數據。

驅動因素二：事件記錄器（EDR）產生GB級存儲需求

事件記錄器是各國監管機構要求下的專門安全存儲器，具有GB級的數據存儲需求。法律法規保險及機構，需要事件記錄器記錄車輛事故前後數據，以判定自動駕駛車或外部的責任歸屬，目前歐盟中德國已經要求配備行車記錄黑匣子，記錄汽車行駛的每個動作和環境細節，以備作為法律責任歸納參考。中國目前1.0版本標準已經落地，即新能源車前端市場要配備行車記錄儀。

**相比傳統的行車記錄儀，事件記錄器具有智能化感知功能、更全面的記錄需求和存儲空間需求。**事件記錄器有智能性，能根據速度、轉彎、剎車等駕駛行為感知駕駛模式變化。其能夠在事故發生的前三十秒開始詳細記錄車身運行變化，事故發生後5秒仍能對圖像場景和運行情況做出詳細記錄，便於責任判定。傳統行車記錄儀數據記錄量級僅為KB級，而L0級自動駕駛車的事件記錄器就已達GB級。

驅動因素三：電動化下軟件定義汽車、集中式電子電氣架構及端邊雲協同進一步提升存儲需求

**軟件定義更高級的智能電動汽車架構，進一步提高汽車存儲需求。**未來電動車將逐漸取代燃油車，有強大的算法和完善的周邊感知能力，並且沒有傳統機械傳動的負擔，是一個由電池和管理系統組成的“巨形智能手機”，並逐漸融合更多功能、更省電、有更強的人機交互能力，需要開發和安裝大量存儲密集型應用以完善相關功能，對存儲空間提出更高要求。

**2030年自動駕駛汽車代碼量約為當前智能手機的12倍。**根據西部數據，智能手機和F16戰鬥機約為2500萬行代碼，WIN7和社交媒體軟件為5000萬行，目前自動駕駛汽車代碼量為1億行，據西部數據推算，到2030年常見型號的自動駕駛汽車將達到3億行，軟件對汽車工藝的推動作用較大。

**軟件定義汽車趨勢推動科技公司、原始廠商跨領域合作和產業整合。**電動化下每一項新技術和功能的實現都需要車企配合進行反覆驗證和訓練，進而促進了產業鏈中不同商業模式的整合。2020年6月，汽車巨頭梅賽德斯-奔馳與芯片巨頭英偉達共同開啓研發車載計算系統和人工智能AI計算基礎架構。計劃於2024年在奔馳的下一代車型中推出。

**電動化驅使下汽車的電子電氣架構（E/E）從最初的分佈式向域融合和中央控制單元過渡，未來車規級存儲趨勢同樣是以分佈式為基礎的中央控制架構。**電車上很多模塊如TBOX、輔助泊車、中控娛樂系統和EDR是分佈式存儲架構，每個模塊都有自己的存儲器，但目前還是很無序的分佈式存儲，每個模塊只有單一功能。

現代汽車的引擎蓋下是一個電子控制模塊(ECMs)網絡，具有許多不同功能。傳感器連接到這些ECM上，ECM之間又相互連接。控制器區域網絡(CAN)作為中心數據路徑，其上會運行不同的應用協議。高級駕駛輔助系統(ADAS)依靠安裝在車輛上的不同類型傳感器來收集做出決策所需數據。

**未來對汽車的定義將向5大域融合發展，按定義做集中分佈，存儲空間按定義共享。**如信息終端和導航控制系統專門用來存儲GPS導航數據和上下游雲端通訊數據，將行車記錄儀融合到自動駕駛功能中去，其存儲空間將和自動駕駛存儲空間合併，共享高速存儲模塊，這樣的分佈系統定義更清晰，功能完備。

DRAM：單車價值量超130美金****千億市場規模漸行漸近

DRAM方面，我們引用Hynix對汽車DRAM需求量級判斷，可以看到一輛車預估需求可達150GB DRAM，價值量可超130美金，現在全球每年大概生產0.8~1億部車，如果乘以滲透率或者考慮用量進一步提升，整體DRAM需求量還將提升，長期來看將形成千億級人民幣的市場規模。

**美光科技市佔率近半地位穩固、技術領先，國內存儲龍頭北京君正DRAM市佔率第二，三星、南亞科、華邦電緊隨其後。**從競爭格局來看，美光科技作為絕對龍頭市佔率達45%，2021年度進行了LPDDR5採樣測試，為行業領先。北京君正收購北京矽成後進入車載存儲芯片領域，已與博世汽車、大陸集團等下游車企達成緊密合作；汽車智能化程度的提高和相關技術的不斷升級，也將帶來除存儲芯片之外的其他各類車載芯片的需求增長，北京矽成專注在汽車及工業領域的多年芯片研發經驗將在智能駕駛時代迎來新的發展前景。

NAND：單車需求量提升至2TB

CAGR高達37%

**新四化驅動NAND存儲向大容量高可靠性進化，需求容量與價值同步提升。**根據西部數據預測，2022年及2025年單車需要的NAND容量將從1TB上升至2TB。

**中、美、日、韓競爭激烈，信息娛樂與ADAS系統推動了整個汽車行業對大容量、高性能NAND的需求。**三星的256GB BGA SSD控制器和固件由三星自主研發，已完成客户評估，目前已進入量產階段，能夠實現每秒2,100 MB/s的順序讀取速度和300MB/s的順序寫入速度，分別是當前eMMC的七倍和兩倍。國內龍頭西部數據已經實現了UFS存儲器在導航地圖、IVI系統、遠程通訊、ADAS和數據日誌上的應用。

NOR FLASH：車載各系統需求迭起

中國公司佔據70%市場

**結構性增長驅動NOR Flash產品需求，其應用在汽車電子中極為多元。**當前汽車存儲行業存在以下結構性增長機會：一方面系統複雜性的提升提出更高的片外存儲需求，另一方面越來越多的應用場景要基於高性能的處理單元，驅動了MCU、GPU、MPU、SoC對程序和參數的存儲需求和FPGA對結構化數據的存儲需求。從應用場景來看，汽車ADAS系統、儀表系統、巡航系統和SOTA的升級均需可靠的NOR Flash存儲。

相較於DRAM和NAND Flash，NOR Flash體量較小，從競爭格局來看，中國旺宏、華邦電和兆易創新佔領了絕大多數的市場份額，2016、2017年美光科技、賽普拉斯相繼宣佈退出部分NOR Flash市場競爭而漸漸淡出，NOR Flash芯片的市場份額逐漸把控在中國台灣旺宏、華邦電和中國大陸兆易創新三家企業中，2020年，華邦電、旺宏和兆易創新市佔率排名前三，佔比分別為25.4%、22.5%、15.6%。

兆易創新GD25 SPI NOR Flash 全面滿足車規級AEC-Q100認證，GD25車規級存儲全系列產品已在多家汽車企業批量採用，主要應用於車載輔助駕駛系統、車載通訊系統、車載信息及娛樂系統、電池管理系統等，為市場提供全國產化車規級閃存產品。

**預計汽車存儲系統隨着智能化水平提升容量和性能將實現快速增長，汽車將成為存儲器步入千億美金市場的核心因素。**20世紀70年代起，DRAM進入商用市場，並以其極高的讀寫速度成為存儲領域最大分支市場；功能手機出現後，迎來NOR Flash市場的爆發；進入PC時代，人們對於存儲容量的需求越來越大，低成本、高容量的NAND Flash成為最佳選擇。

智能化時代裏，萬物智聯，存儲行業市場空間將進一步加大，對數據存儲在速度、功耗、容量、可靠性層面也將提出更高要求。而DRAM雖然速度快，但功耗大、容量低、成本高，且斷電無法保存數據，使用場景受限；NOR Flash和NAND Flash讀寫速度低，存儲密度受限於工藝製程。市場亟待能夠滿足汽車等新場景的存儲器產品，性能有着突破性進展的新型存儲器即將迎來快速增長期。

**存儲方面，我國北京君正、兆易創新產品均已導入車用市場。**北京君正收購北京矽成後進入車載存儲芯片領域，已於博世汽車、大陸集團等下游車企達成緊密合作；汽車智能化程度的提高和相關技術的不斷升級，也將帶來除存儲芯片之外的其他各類車載芯片的需求增長，北京矽成專注在汽車及工業領域的多年芯片研發經驗將在智能駕駛時代迎來新的發展前景。

兆易創新GD25 SPI NOR Flash 全面滿足車規級AEC-Q100認證，GD25車規級存儲全系列產品已在多家汽車企業批量採用，主要應用於車載輔助駕駛系統、車載通訊系統、車載信息及娛樂系統、電池管理系統等，為市場提供全國產化車規級閃存產品。