本文來自半導(dǎo)體行業(yè)觀察，作者/杜芹。
近幾年，汽車一改傳統(tǒng)的機械屬性，進入了一個由軟硬件定義車輛的新時代。邁向電動化、聯(lián)網(wǎng)化、智能化和共享化的汽車正孕育出海量的數(shù)據(jù)，這對車輛中的各類芯片，如MCU芯片、存儲芯片、功率芯片、通信芯片、傳感芯片等提出了新的要求，同時汽車芯片的用量和重要性也成倍提升。新時期的汽車芯片領(lǐng)域已然成為半導(dǎo)體行業(yè)下一個巨大的增量市場。其中，承載著數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)拇鎯π酒蔀槠囍悄芑l(fā)展中越來越重要的組成部分。
存儲器行業(yè)的下一個增長點：汽車
隨著電動汽車的普及以及車內(nèi)智能座艙系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)的飛速發(fā)展，汽車電子電氣架構(gòu)正由分布式向域集中式、中央集中式快速演進，這必然促使車用存儲需求快速進化，以往每8年的存儲創(chuàng)新周期已無法滿足當下汽車電子的發(fā)展速度，現(xiàn)在平均3年不到就需要對車載存儲技術(shù)和方案進行升級迭代，存儲器的性能和容量也正向企業(yè)級存儲器的水平快速靠攏。
如大家所知，車內(nèi)的中控導(dǎo)航、信息娛樂、高級輔助駕駛（ADAS）、數(shù)字儀表盤、T-box、行車/事件記錄儀等部件都需要存儲設(shè)備的深度參與。上述搭載存儲器產(chǎn)品的設(shè)備又可以簡單歸納為三個方面：智能網(wǎng)聯(lián)、智能座艙和智能自動駕駛。
具體到各細分市場來看：首先，隨著車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（T-Box/車載網(wǎng)關(guān)）前裝搭載率的快速提高，8GB~16GB容量的存儲器產(chǎn)品往往成為聯(lián)網(wǎng)汽車網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品的第一選擇；其次在智能座艙概念的普及和推廣之下，中控系統(tǒng)由以往單一的音樂播放、空調(diào)控制等簡單功能逐漸發(fā)展到集影音播放、地圖導(dǎo)航、游戲娛樂、艙內(nèi)控制（燈光、溫度、空氣凈化）、語音識別、攝像頭畫面顯示、AR投影等復(fù)雜功能于一體的綜合人機交互平臺，而對應(yīng)的存儲需求也從過去的8GB~16GB躍升至32GB/64GB。將來隨著汽車行泊一體、艙駕合一技術(shù)的落地，智能座艙系統(tǒng)所需的存儲容量將激增至128GB或256GB。
另外，高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）是當前汽車功能細分領(lǐng)域之中需求增長最快、最具發(fā)展?jié)摿Φ淖酉到y(tǒng)，也成為各個車企最為關(guān)注、投入最大的全新技術(shù)賽道。自動駕駛技術(shù)的四個核心：感知、互聯(lián)、高精定位地圖、AI都需要存儲器技術(shù)及產(chǎn)品的支撐。
在L0/L1級的自動駕駛車輛中，僅要求車輛根據(jù)環(huán)境信息執(zhí)行有限的操作，如ABS（制動防抱死系統(tǒng)）、ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)），常見的SD/TF存儲卡就可以滿足其功能需求；隨著自動駕駛等級的提高，在L2/L3級的自動駕駛車輛中，要求對車輛環(huán)境感知的能力大大增強，這就需要車身周圍布置眾多的雷達、攝像頭等傳感設(shè)備，實時采集車輛周邊大量且復(fù)雜的環(huán)境、路況信息，并通過車內(nèi)高速通信網(wǎng)絡(luò)傳遞給智能駕駛域控制器，智駕域控會通過專有算法對這些信息和數(shù)據(jù)進行分類、存儲、識別、分析和決策，讓車輛快速做出緊急避讓、制動等操作。傳輸和讀寫性能更強、存儲容量更大、響應(yīng)速度更快、穩(wěn)定性更高的車規(guī)級eMMC或UFS形態(tài)的存儲器產(chǎn)品勢必會在ADAS中大量運用。
未來自動駕駛等級將向L5不斷滲透，在L5等級的自動駕駛過程中，數(shù)據(jù)采集、預(yù)存、反饋、匹配、科學(xué)依據(jù)和判斷環(huán)節(jié)均要大量的存儲容量，據(jù)評估每輛車每天至少會產(chǎn)生5TB~20TB以上的車輛數(shù)據(jù)，如此龐大的數(shù)據(jù)要在車內(nèi)高速可靠的傳輸、流轉(zhuǎn)和存儲，這就需要ADAS系統(tǒng)搭載汽車專用的SSD作為數(shù)據(jù)存儲模塊，其中BGA SSD產(chǎn)品憑借其更小的封裝體積、更大的存儲容量、更強大的糾錯能力、更快的傳輸協(xié)議等特性，將更容易獲得Tier1廠商和主機廠的青睞，相信在不久的將來一定會迎來其發(fā)展高峰。
汽車新“四化”的浪潮正推動著汽車存儲革命，汽車存儲器容量將由GB級快速的邁向TB級，容量的擴增帶來了巨大的市場價值潛力，這些都已然成為存儲器行業(yè)步入千億美金市場不可或缺的要素之一。據(jù)戰(zhàn)略咨詢和市場研究公司BlueWeave Consulting的研究，2021年全球汽車Memory市場（含DRAM和NAND閃存）價值34.753億美元，預(yù)計到2028年將達到172.506億美元，2022年-2028年的年復(fù)合增長率為23.9%。
當前，在汽車存儲乃至整個存儲器行業(yè)中，美光、三星、鎧俠等國際一線存儲大廠依舊處于壟斷地位，僅美光一家，就控制著約55%的汽車內(nèi)存市場份額，成為全球汽車存儲領(lǐng)域名副其實的頭號玩家。但隨著汽車智能化&電動化所帶來的產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)，傳統(tǒng)的OEM+Tier1+Tier2汽車供應(yīng)鏈格局將有望被打破，原有的主機廠主導(dǎo)整車架構(gòu)、Tier1廠商提供車內(nèi)各功能部件的模式逐漸演變?yōu)橹鳈C廠與掌握核心關(guān)鍵技術(shù)/環(huán)節(jié)的Tier2（如芯片企業(yè)）廠商直接合作，依據(jù)客戶當前痛點和未來發(fā)展趨勢，完成整車自主一體化設(shè)計，打造一個平臺+生態(tài)的供應(yīng)鏈新模式。
而在車用存儲器方面，整車廠為了在以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的智能汽車上保持優(yōu)勢，也越來越渴望與存儲廠商，特別是國產(chǎn)存儲廠商緊密合作。在這樣的背景下，國內(nèi)不乏有諸多廠商正向高端車規(guī)存儲領(lǐng)域進階，得一微電子就是其中的重要一員。得一微電子牢牢把握當前汽車存儲的需求特點與未來車規(guī)類存儲器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，重點布局包括eMMC、UFS和BGA SSD在內(nèi)的車規(guī)類存儲器產(chǎn)品。強化后的車規(guī)存儲解決方案陣容，為新時期智能化汽車的數(shù)據(jù)變革做著充足的準備。
國產(chǎn)存儲主控廠商向車規(guī)進階
打造出一款優(yōu)秀的車用存儲器產(chǎn)品，強大的存儲控制器、可靠的Flash顆粒、專用的固件算法三者缺一不可。存儲控制器又可以說是車用存儲器的大腦，被稱為存儲器中的CPU，承擔著指揮、運算和協(xié)作的功能。
不同于消費類電子和工業(yè)領(lǐng)域的存儲控制器要求，車規(guī)類存儲控制器芯片在設(shè)計本身面臨著更多的高階挑戰(zhàn)。嚴謹?shù)倪壿嬙O(shè)計僅僅只是邁出了高可靠存儲控制器芯片設(shè)計的第一步，后續(xù)還要歷經(jīng)嚴苛的符合車規(guī)芯片標準的前仿真設(shè)計、FPGA驗證、邏輯綜合、形式驗證、靜態(tài)時序分析、后仿真驗證、版圖驗證、SV驗證、CP測試、FT測試等環(huán)節(jié)，這些仿真、驗證、測試環(huán)節(jié)的有序設(shè)置，一方面可以保證客戶功能需求與芯片設(shè)計實現(xiàn)建立起嚴格的映射關(guān)系，另一方面在芯片設(shè)計環(huán)節(jié)牢牢把控設(shè)計質(zhì)量，從設(shè)計源頭提升存儲控制器的可靠性與穩(wěn)定性。
不僅如此，在車規(guī)存儲控制器的設(shè)計過程中還需要增加芯片冗余邏輯來避免數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性失效，有效地進行數(shù)據(jù)實時防護和實時恢復(fù)，做到控制器系統(tǒng)零失效。這就要求存儲控制器企業(yè)不僅具有有過硬的技術(shù)實力與技術(shù)積累，同時還要對汽車領(lǐng)域及存儲需求有非常深入的理解。
設(shè)計出一款符合車規(guī)要求、性能強大的存儲控制器正是得一微電子的強項，得一微電子從2007年便開始量產(chǎn)存儲控制芯片，此后的十余年，得一微將存儲控制芯片從手機、平板等消費電子應(yīng)用，逐步拓展到工控、安防監(jiān)控、汽車、能源等多個行業(yè)中。得一微電子全產(chǎn)品線的能力都是依靠自主研發(fā)、深入耕耘一步步建立起來的。如今得一微電子的車規(guī)類產(chǎn)品已在國內(nèi)汽車存儲領(lǐng)域嶄露頭角，同時正積極布局更高階的車規(guī)類存儲器產(chǎn)品。
據(jù)悉，除車規(guī)級存儲控制器以外，得一微旗下SiliconGo品牌車規(guī)級eMMC系列存儲器產(chǎn)品，具有優(yōu)秀的讀寫性能和迅捷的響應(yīng)速度，已通過AEC-Q100測試認證，達到車規(guī)級產(chǎn)品Grade3/Grade2的工作環(huán)境要求，能確保在-40°C至+105°C的極端場景下穩(wěn)定運行。
車用存儲器產(chǎn)品的工作場景相較于普通的消費和工業(yè)領(lǐng)域更加紛繁復(fù)雜，不同的技術(shù)標準、工作負載、數(shù)據(jù)類型、域控平臺、使用環(huán)境就決定整車廠必須制定不同的存儲解決方案。在這方面，得一微電子依托自研的存儲控制器和定制化的固件算法，可以實現(xiàn)存儲分區(qū)、全盤預(yù)燒錄、內(nèi)置SR-IOV、數(shù)據(jù)完整性保護、加密銷毀、智能溫控、超強耐久度等多種定制化解決方案，滿足不同客戶的全方位定制需求，打造出真正符合汽車客戶需求的存儲解決方案。
把握未來汽車SSD趨勢
汽車正向信息化、智能化不斷演進，每一輛行駛的智能駕駛汽車都將成為移動的數(shù)據(jù)中心，承載著大量的數(shù)據(jù)計算場景。2020年，有人駕駛汽車平均每天產(chǎn)生1.5GB的數(shù)據(jù)量，預(yù)計到2025年，自動駕駛車輛每天將會產(chǎn)生3.2TB以上的數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的流量成本和帶寬很難支持將全部數(shù)據(jù)上傳云端，此時PCIe NVMe SSD的需求會大大增加，故車用SSD也是得一微電子前瞻性布局的又一大領(lǐng)域。
相較于此前的車規(guī)級eMMC或UFS存儲器產(chǎn)品，車用SSD憑借其強大的存儲性能和靈活的可定制化功能，更能貼近未來智能汽車的使用場景：
1
極致性能，SSD可以處理各種復(fù)雜的多媒體應(yīng)用和大量的自動駕駛數(shù)據(jù)，提供更安全、更動態(tài)、更便捷的駕駛體驗。
2
超大容量，自動駕駛出租車領(lǐng)域的預(yù)期配置是4TB。未來，如果商用車自動駕駛商業(yè)化落地以后，在規(guī)模和數(shù)量上都具有非常大的增長潛力，而TB級的SSD可以滿足智能汽車龐大的數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)囊?，在車載領(lǐng)域的應(yīng)用中大有可為。
3
虛擬化，車規(guī)級的數(shù)據(jù)中心SSD支持SR-IOV功能，讓存儲設(shè)備能夠直接與虛擬機進行交互，減輕物理主機CPU負擔的同時可實現(xiàn)接近原生存儲的速度，在多個ECU之間共享單個存儲資源配置。
4
可預(yù)測的低延遲，面向車規(guī)級數(shù)據(jù)中心的SSD產(chǎn)品，基于汽車的工作負載應(yīng)用進行了專項優(yōu)化，能夠滿足嚴格的服務(wù)質(zhì)量（QoS）要求，在可預(yù)測的隨機I/O性能和各種讀寫工作負載下，都能夠提供可預(yù)測的低延遲?？深A(yù)測的低延遲是用戶體驗的基本需求，更是自動駕駛汽車安全性的保證。
5
安全性，現(xiàn)代汽車系統(tǒng)需要有冗余度更高的安全數(shù)據(jù)存儲。在汽車領(lǐng)域，安全性體現(xiàn)在長期可靠的穩(wěn)定運行，部件失效后的功能安全導(dǎo)向，以及零缺陷設(shè)計生產(chǎn)的質(zhì)量把控。通過在這三個維度的設(shè)計與把控，車規(guī)級的SSD能夠充分保障數(shù)據(jù)存儲的安全。
得一微電子布局的車用SSD系列產(chǎn)品，針對不同的應(yīng)用發(fā)展出了不同封裝形態(tài)的產(chǎn)品，包括BGA、M.2、U.2等。其中車規(guī)級的BGA SSD，兼顧尺寸、容量、性能、功耗、可靠性、抗沖擊振動等，勢必成為車用大容量存儲器產(chǎn)品中的又一種選擇。
得一微電子在汽車存儲領(lǐng)域的優(yōu)勢
結(jié)合前文我們不難看出，面對智能化汽車時代的新需求，單一而傳統(tǒng)的存儲器產(chǎn)品顯然已無法滿足當前和未來汽車行業(yè)的發(fā)展要求，存儲廠商需要根據(jù)不同的需求場景，設(shè)計開發(fā)不同規(guī)格、形態(tài)、接口的車規(guī)級存儲器產(chǎn)品。
得一微電子依托Flash顆粒的品質(zhì)分析能力、車規(guī)級存儲控制器自主設(shè)計能力和專用固件算法的開發(fā)能力，同時建設(shè)自主的車規(guī)級測試實驗室以及驗證流程，最終垂直整合出汽車存儲器產(chǎn)品的完整解決方案，這是得一微電子在汽車存儲領(lǐng)域中的一大優(yōu)勢。
而另一大優(yōu)勢則是得一微電子對汽車存儲器產(chǎn)品質(zhì)量管理的把握。眾所周知，汽車供應(yīng)鏈需要更加嚴格的質(zhì)量把控標準和相對更長的產(chǎn)品供貨周期，得一微電子從一開始就將設(shè)計質(zhì)量和生產(chǎn)過程質(zhì)量納入到產(chǎn)品質(zhì)量管控中，建立了一套全面的質(zhì)量管理體系。針對車規(guī)存儲器控制芯片，其包含專有的芯片ID，存儲在OTP區(qū)域，可追溯原始的晶圓批次。在車規(guī)級存儲器產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，從wafer選型，DVT成品驗證，PVT批量生產(chǎn)驗證，MP批量監(jiān)控到最終產(chǎn)品的實現(xiàn)，都進行了層層把關(guān)。從而使得車規(guī)產(chǎn)品能夠歷經(jīng)高低溫老化、高溫存儲、數(shù)據(jù)讀干擾測試、溫度循環(huán)、耐久力測試等可靠性測試，長期穩(wěn)定的保障汽車客戶的質(zhì)量要求。
結(jié)語
在汽車行業(yè)經(jīng)歷了去年的缺芯危機之后，國內(nèi)各大車廠將車規(guī)產(chǎn)品的可供應(yīng)性置于非常重要的地位。在存儲控制器和固件算法方面，得一微電子基于自身強大的芯片自研能力和雄厚的技術(shù)積累，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的存儲器及固件算法。在閃存顆粒資源方面，得一微與各大國際Flash原廠均保持著良好互動與合作，其中得一微電子更是長江存儲Xtacking生態(tài)首批合作伙伴。
身處汽車百年難遇的變革之際，加之汽車缺芯、交貨周期持續(xù)拉長等因素導(dǎo)致國產(chǎn)芯片替代的進程加快，得一微電子緊緊抓住這波汽車變革所帶來的存儲新機會，勇于向車規(guī)高端閃存領(lǐng)域邁進。通過整合閃存顆粒和內(nèi)部自研的控制器芯片、固件技術(shù)，經(jīng)過嚴苛的車規(guī)安全認證，形成以存儲控制器為核心的創(chuàng)新垂直整合能力，在汽車閃存這個領(lǐng)域勢必有一番作為，同時也為全球汽車閃存事業(yè)的發(fā)展貢獻出自己的一份力量。
