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新一代汽車正面臨電動(dòng)化、智能化和共享化“三化”趨勢，從中產(chǎn)生的各種新興應(yīng)用，如L3及以上級自動(dòng)駕駛的高精度地圖、數(shù)據(jù)、算法需要大容量存儲(chǔ)來支持。
?智能駕駛帶動(dòng)車載數(shù)據(jù)暴漲，不同駕駛級別對應(yīng)的存儲(chǔ)容量？
隨著特斯拉帶動(dòng)自動(dòng)駕駛成為風(fēng)口，越來越多新玩家涌入汽車領(lǐng)域，以百度、華為、阿里、小米為首的高科技公司，以超星未來、奧特貝睿、宏景智駕等為代表專注于私家車高階自動(dòng)駕駛研發(fā)的新型Tier1，以小馬智行、文遠(yuǎn)知行、AutoX、贏徹科技、主線科技等引領(lǐng)的L4自動(dòng)駕駛車隊(duì)，還有純電動(dòng)車起家的蔚來、小鵬、理想等造車新勢力紛紛入局。目前正處在L3落地的關(guān)鍵時(shí)期，在自動(dòng)駕駛普及的趨勢下，上汽、小鵬、奧迪等各龍頭廠商也相繼推出具備L3級自動(dòng)駕駛功能的車型。
研究機(jī)構(gòu)Counterpoint預(yù)測，預(yù)計(jì)到2025年，全球約30%的銷售汽車將支持2級或以上的自動(dòng)化。擁有多個(gè)傳感器的先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）儼然已成為自動(dòng)駕駛車輛的基礎(chǔ)。
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車載系統(tǒng)的存儲(chǔ)需求，資料來源：cnet
據(jù)了解，占據(jù)車輛車載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最大份額的是各類傳感器的數(shù)據(jù)，傳感器數(shù)據(jù)主要來自ADAS系統(tǒng)和V2X功能。其中包括：GPS接收器、激光雷達(dá)、超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)、高清攝像頭等。以汽車駕駛輔助系統(tǒng)ADAS為例，由于需要大容量存儲(chǔ)和高效運(yùn)算支撐系統(tǒng)的快速反映，特別是高清的圖像傳輸，對于存儲(chǔ)產(chǎn)品的容量、性能、可靠性也提出了越來越高的需求。
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自動(dòng)駕駛等級提升將拉動(dòng)車載存儲(chǔ)帶寬及容量需求，來源：Micron
根據(jù)SemicoResearch的數(shù)據(jù)，對L1和L2級而言，對于存儲(chǔ)容量的需求差別不大，一般配置8GBDRAM和8GBNAND，而L3及以上級自動(dòng)駕駛的高精度地圖、數(shù)據(jù)、算法都需要大容量存儲(chǔ)來支持，一臺L3級的自動(dòng)駕駛汽車將需要16GBDRAM和256GBNAND，一臺L5級的全自動(dòng)駕駛汽車估計(jì)需要74GBDRAM和1TBNAND。根據(jù)美光科技及中國閃存預(yù)計(jì)，L2/L3級自動(dòng)駕駛汽車對內(nèi)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。
?車載存儲(chǔ)芯片玩家有哪些？
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存儲(chǔ)芯片在汽車中的應(yīng)用場景分布，來源：Micron
車載數(shù)據(jù)量的幾何式爆發(fā)也為存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的機(jī)會(huì)。據(jù)了解，目前存儲(chǔ)芯片占汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模比例約8%。
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2019年汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模分布情況，資料來源：搜狐汽車研究室
隨著車載存儲(chǔ)比例越來越高，預(yù)計(jì)到2025年存儲(chǔ)芯片占汽車半導(dǎo)體的比例將提升至第五位，為12%。受益于包括新能源汽車在內(nèi)的驅(qū)動(dòng)，汽車存儲(chǔ)芯片市場規(guī)模2025年或達(dá)83億美元。根據(jù)搜狐汽車研究室預(yù)測，受益于新能源汽車、5G及物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等賦能，全球汽車存儲(chǔ)芯片市場規(guī)模將從2016年的22億美元增至2025年的83億美元，2016-2025年CAGR為15.90%。
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2016-2025年全球汽車年存儲(chǔ)芯片市場規(guī)模及預(yù)測，資料來源：搜狐汽車研究室
汽車存儲(chǔ)領(lǐng)域，目前主要玩家有三星、海力士、美光、微芯等海外存儲(chǔ)領(lǐng)先廠商，我國企業(yè)兆易創(chuàng)新、宏旺半導(dǎo)體、長鑫存儲(chǔ)和北京君正（ISSI）亦有布局。
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車載存儲(chǔ)市場份額分布，來源：IHS（2020）
在車載領(lǐng)域，存儲(chǔ)產(chǎn)品不具生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，而且對成本敏感性較低，因此競爭格局有所不同，三大行業(yè)龍頭中僅美光有所投入，因此美光近年來均位居車載易失性存儲(chǔ)領(lǐng)域第一名，市場份額超過40%，北京矽成位居行業(yè)第二名，市場份額約為15%，南亞科技、三星電子、SK海力士、賽普拉斯等位居其后。盡管當(dāng)前市場規(guī)模尚小，各大巨頭正紛紛發(fā)力汽車存儲(chǔ)領(lǐng)域提前布局。三星、海力士、鎂光全球存儲(chǔ)三巨頭引領(lǐng)存儲(chǔ)芯片技術(shù)的發(fā)展潮流，同時(shí)在汽車ADAS、信息娛樂系統(tǒng)中提供多種行業(yè)解決方案，從NAND、eMMC到容量更大、讀寫更快的UFD、PCLeSSD，緊跟自動(dòng)駕駛和車聯(lián)網(wǎng)帶來的大數(shù)據(jù)量、大帶寬吞吐需求。
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汽車存儲(chǔ)芯片龍頭企業(yè)與國內(nèi)主要參與者，資料來源：中國市場學(xué)會(huì)（汽車）
雖然車載DRAM僅占整體DRAM市場的2%，但在自動(dòng)駕駛、車載娛樂系統(tǒng)等應(yīng)用的推動(dòng)下，未來車載存儲(chǔ)行業(yè)增速保持較快增長。根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)Trendforce的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2021年每輛車的DRAM用量約為4GB，隨著電動(dòng)汽車的逐漸普及，自動(dòng)駕駛的滲透率提升，每輛汽車搭載的DRAM量將會(huì)增加，未來三年車載DRAM用量CAGR增速將超過30%。以特斯拉為例，ModelS/X使用了8GB的DRAM，而Model3則上升至14GB，預(yù)計(jì)下一代車型搭載的DRAM還將繼續(xù)上升。由此可見，未來車載DRAM有充足的增長空間。
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不同類型汽車存儲(chǔ)IC對應(yīng)市場規(guī)模情況，資料來源：IHS
2020年汽車平均DRAM用量為2.86GB，預(yù)計(jì)至2023年平均DRAM用量將增長至6.97GB。例如，特斯拉已配備8顆LPDDR4運(yùn)行內(nèi)存顆粒，隨著升級換代將進(jìn)一步增加內(nèi)存容量。汽車DRAM芯片市場規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。
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特斯拉Autopilot硬件3.0，資料來源：Tesla
?車載存儲(chǔ)的門檻有多高？
為何車載存儲(chǔ)的玩家這么少？因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E8%BD%A6%E8%A7%84%E7%BA%A7%E8%8A%AF%E7%89%87/">車規(guī)級芯片相對消費(fèi)級壁壘更高。從技術(shù)和產(chǎn)品性能的要求上，車規(guī)級和工業(yè)級芯片對產(chǎn)品的可靠性、一致性、外部環(huán)境兼容性等方面的要求均比消費(fèi)級芯片更為嚴(yán)格。進(jìn)入汽車供應(yīng)鏈Tire1、Tire2車廠前要求通過AECQ100、TS16949認(rèn)證，存儲(chǔ)使用壽命要求達(dá)到5年或10年，汽車環(huán)境往往溫差在100℃以上，同時(shí)還要具有防震、抗摔等特性。具體而言，消費(fèi)級一般為0~70攝氏度、車規(guī)級一般為-40~125攝氏度）；使用壽命方面，汽車的使用年限，消費(fèi)級一般為1-3年，車規(guī)級則可能達(dá)到7-15年或以上；車規(guī)級芯片對振動(dòng)、沖擊、EMC電磁兼容性能等也有著更高要求。
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車規(guī)級芯片要求更高，資料來源：公司公告
此外，汽車芯片認(rèn)證周期長。在汽車電子領(lǐng)域，可靠性關(guān)乎市場存亡，且相較消費(fèi)電子有更為嚴(yán)苛的溫寬要求，認(rèn)證壁壘極高，一般一款芯片需要至少一年半的認(rèn)證周期后，方可進(jìn)入整車廠供應(yīng)鏈。
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汽車芯片認(rèn)證周期，資料來源：ICShare
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車載存儲(chǔ)更加注重性能、品質(zhì)和可靠性，資料來源：研訊社
?車載存儲(chǔ)技術(shù)趨勢，容量和速度哪個(gè)更重要？
據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)顯示，至2024年，車載信息娛樂系統(tǒng)仍然是車用DRAM消耗的主要應(yīng)用領(lǐng)域，DRAM會(huì)從DDR32/4GB向LPDDR48GB靠攏。展望未來，車互連與通訊和車聯(lián)網(wǎng)的必要性上升，隨著頻寬越來越重要，DRAM規(guī)格也將由以往的LPDDR2逐步導(dǎo)入LPDDR4/5。
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ElonMusk展示的ModelS圖片
以車載娛樂系統(tǒng)為例，以往通常以音視頻播放等需求為主，而隨自動(dòng)駕駛等功能強(qiáng)化，未來可能會(huì)誕生游戲等娛樂需求，如特斯拉創(chuàng)始人ElonMusk展示了ModelS搭載3A游戲的照片，未來隨各類運(yùn)算需求的拓展，隨之而來的是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用量的提升。從車載存儲(chǔ)的技術(shù)來看，以往車載Flash存儲(chǔ)器多為eMMC，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用量提升后，性能更好的UFS存儲(chǔ)有望逐漸滲透。
此外，隨著自動(dòng)駕駛等級的提升，DRAM有望從DDR3向LPDDR4，再向LPDDR5甚至GDDR6演進(jìn)。LPDDR5的數(shù)據(jù)訪問速度提高50%，能效提高20%，能夠滿足數(shù)據(jù)密集型需求，使得車輛具備近乎實(shí)時(shí)的邊緣處理能力。
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汽車Nand存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢，資料來源：Kioxia
隨著自動(dòng)駕駛級別的提高，將對存儲(chǔ)的帶寬和容量提出更高的要求，汽車存儲(chǔ)芯片的價(jià)值量會(huì)隨之提升。對于L3ADAS，選擇LPDDR5將大大簡化系統(tǒng)，需要9個(gè)DRAM即可提供224GB/s的帶寬。而對于L4ADAS，帶寬要求上升到300GB/s。在此級別，以6.4Gb/s的速度運(yùn)行的LPDDR5接口將需要12個(gè)DRAM，可能會(huì)造成SoC布局出現(xiàn)問題，需要GDDR6進(jìn)行設(shè)計(jì)。5個(gè)GDDR6DRAM以16Gb/S的速度運(yùn)行，可提供超過300GB/s的帶寬，8個(gè)GDRR6DRAM設(shè)備即可輕松滿足L5ADAS所需的500GB/s的速度。
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當(dāng)代車對存儲(chǔ)的需求，資料來源：SKHynix
?政策落地，特斯拉在華數(shù)據(jù)何去何從？
每天產(chǎn)生如此海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)究竟去哪了？也難怪部分消費(fèi)者會(huì)對特斯拉產(chǎn)生疑慮，因?yàn)橐酝厮估罅康臄?shù)據(jù)都是上傳到云端服務(wù)器，本地并未保存。
自動(dòng)駕駛的落地和普及，使數(shù)據(jù)的安全性和可靠性將成為相關(guān)法規(guī)及保險(xiǎn)責(zé)任考量的關(guān)鍵因素，數(shù)據(jù)的可靠性及安全性凸顯；為適應(yīng)自動(dòng)駕駛的需求，雷達(dá)和攝像頭部署在車上，行車過程會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成為必須；為防止數(shù)據(jù)丟失，高性能、大帶寬的存儲(chǔ)成為行業(yè)訴求；而隨著電子電氣架構(gòu)向域及中央控制單元轉(zhuǎn)變，應(yīng)用的融合對存儲(chǔ)的要求也變得復(fù)雜，不再是單一的讀或?qū)?。?dāng)大數(shù)據(jù)將變成未來交通的重要的驅(qū)動(dòng)力，這樣的變化對車內(nèi)及邊和云的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提出了更高的要求，也給存儲(chǔ)領(lǐng)域提出了巨大的挑戰(zhàn)。
2021年4月22日，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)針對“特斯拉車主車頂維權(quán)”一事表示，數(shù)據(jù)的公開是能夠完整地還原事實(shí)的真相。同時(shí)，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)稱，即便特斯拉及時(shí)提供了相關(guān)數(shù)據(jù)，如何證明所提供數(shù)據(jù)沒有被企業(yè)刪除或者篡改將是未來車企不可回避的一道難題，此外，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)還表示，在發(fā)生事故后，車企應(yīng)及時(shí)向有關(guān)部門提交涉及事故的完整數(shù)據(jù)，通過專業(yè)的方式進(jìn)行檢測認(rèn)定，采取務(wù)實(shí)的舉措解決消費(fèi)者的合理維權(quán)訴求。未來將針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車涉及的不同數(shù)據(jù)類型，進(jìn)一步完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車的數(shù)據(jù)監(jiān)管體系。
幾乎在同一時(shí)間，特斯拉公布事發(fā)前1分鐘行車數(shù)據(jù)，廣大消費(fèi)者和汽車行業(yè)從業(yè)人員圍繞這組數(shù)據(jù)展開了大討論。不少業(yè)內(nèi)人士表示，2021年4月7日，工業(yè)和信息化部發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南（試行）》（征求意見稿）就非常及時(shí)。《指南》要求“在我國境內(nèi)運(yùn)營中收集和產(chǎn)生的個(gè)人信息和重要數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)按照有關(guān)規(guī)定在境內(nèi)存儲(chǔ)。因業(yè)務(wù)需要，確需向境外提供的，應(yīng)向行業(yè)主管部門報(bào)備”。發(fā)生事故后車企及時(shí)向有關(guān)部門提交相關(guān)數(shù)據(jù)，這應(yīng)該只是一個(gè)過渡階段的措施，未來的智能汽車重要數(shù)據(jù)可能需要定期上傳到由相關(guān)部門監(jiān)管的數(shù)據(jù)中心，而不是等到出了事故后再提交。
在剛剛舉行的2021年世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)，馬斯克視頻連線表示，自動(dòng)駕駛將完全可以通過神經(jīng)視覺網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。特斯拉已經(jīng)在中國建立數(shù)據(jù)中心，所有數(shù)據(jù)都會(huì)儲(chǔ)存在中國，只有少量訂單數(shù)據(jù)在獲得批準(zhǔn)后才會(huì)出境，未來特斯拉將會(huì)在中國持續(xù)進(jìn)行投資。
對于智能網(wǎng)絡(luò)汽車的數(shù)據(jù)安全，馬斯克表示，數(shù)據(jù)安全是智能網(wǎng)聯(lián)汽車成功的關(guān)鍵，特斯拉樂于看到相關(guān)法律的出臺。特斯拉已經(jīng)在中國建立起數(shù)據(jù)中心，用來儲(chǔ)存中國業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)、銷售、服務(wù)和充電數(shù)據(jù)等。所有個(gè)人信息均儲(chǔ)存在中國，只要當(dāng)客戶從海外訂購備件時(shí)，個(gè)人數(shù)據(jù)才會(huì)被傳輸?shù)胶Ｍ狻?/p>
實(shí)際上，相比特斯拉，更多的汽車制造商更喜歡將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，因?yàn)槠嚿傻臄?shù)據(jù)量相對較少。但隨著向L4-L5自動(dòng)化演進(jìn)，云計(jì)算和邊緣計(jì)算戰(zhàn)略的結(jié)合可能將占上風(fēng)。大數(shù)據(jù)集高速實(shí)時(shí)處理要求高帶寬成本安全和隱私問題向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的成本將成為決定數(shù)據(jù)傳輸方式和內(nèi)容的決定性因素。例如，對于車企來說，一天將L4-L5級自動(dòng)駕駛汽車的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说某杀究赡芨哌_(dá)數(shù)千美元。對于整個(gè)車隊(duì)來說，這不太可能是可行的解決方案，這為車載存儲(chǔ)創(chuàng)造了巨大的機(jī)會(huì)。
