本文來(lái)自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫”，作者/米樂(lè)。
作為半導(dǎo)體行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，存儲(chǔ)行業(yè)整體在今年第三季度承壓。近期的三季度業(yè)績(jī)會(huì)中，除三星外，頭部存儲(chǔ)原廠SK海力士、美光、鎧俠等都基于目前的業(yè)績(jī)和市場(chǎng)表現(xiàn)，提出對(duì)明年的資本開(kāi)支進(jìn)行縮減，同時(shí)放緩對(duì)先進(jìn)工藝的推進(jìn)腳步。這意味著，在面臨如今高庫(kù)存壓力的行情下，上游存儲(chǔ)原廠在積極帶頭進(jìn)行庫(kù)存減壓動(dòng)作，同時(shí)原廠也在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一定降價(jià)動(dòng)作等。
但是Yole預(yù)測(cè)到2027年汽車(chē)存儲(chǔ)器的收入將增加兩倍，占汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)的17%，2021到2027年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為20%，超過(guò)全球存儲(chǔ)器市場(chǎng)同期的8%CAGR和汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)同期的10%CAGR。
據(jù)Yole的最新報(bào)告，獨(dú)立內(nèi)存市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)1670億美元，占整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)的28%。相比之下，汽車(chē)存儲(chǔ)器市場(chǎng)（2021年為43億美元）占全球存儲(chǔ)器市場(chǎng)收入的2.6%，占汽車(chē)半導(dǎo)體的10%——表明非存儲(chǔ)器電子元件在當(dāng)前車(chē)輛中的普及。
01
汽車(chē)半導(dǎo)體：來(lái)勢(shì)洶洶
據(jù)Yole報(bào)道，汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)。
隨著基于半導(dǎo)體的應(yīng)用（例如更高水平的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和電氣化）的滲透率增加，這是可以預(yù)想的到的。盡管輕型汽車(chē)市場(chǎng)相對(duì)平穩(wěn)，但半導(dǎo)體芯片市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2021年的440億美元增長(zhǎng)到2027年的807億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為11.1%。這代表每輛車(chē)的半導(dǎo)體芯片價(jià)值約550美元，到2027年將增長(zhǎng)到約912美元。這也是汽車(chē)中實(shí)施的芯片數(shù)量的增加，從今天的約820個(gè)芯片到2027年每輛車(chē)約1100個(gè)芯片。
汽車(chē)電氣化的快速發(fā)展需要新型襯底，例如用于電力電子的SiC。預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到1.13萬(wàn)片襯底。目前雖然與2027年預(yù)計(jì)的硅襯底相比仍然較低，但SiC的增長(zhǎng)速度將超過(guò)硅和GaAs/Sapphire。
ADAS也是一個(gè)重要的驅(qū)動(dòng)力，低至16納米/10納米的尖端技術(shù)的MCU將進(jìn)入ADAS，包括雷達(dá)和其他傳感器控制。L4和L5自動(dòng)駕駛將推動(dòng)對(duì)更多內(nèi)存(DRAM)和計(jì)算能力的需求不斷增長(zhǎng)。
對(duì)于電氣化，垂直整合在OEM中越來(lái)越受歡迎，并且可以通過(guò)多種方式進(jìn)行：完全集成到組件級(jí)別、系統(tǒng)集成和分包按需打印零件、與關(guān)鍵組件供應(yīng)商的戰(zhàn)略合作/直接投資等。傳統(tǒng)汽車(chē)供應(yīng)鏈需要徹底審視自身定位，并通過(guò)合資、并購(gòu)以及新的投資和撤資進(jìn)行轉(zhuǎn)型，以保持其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
盡管半導(dǎo)體在正在進(jìn)行的顛覆性轉(zhuǎn)型中對(duì)汽車(chē)行業(yè)至關(guān)重要，但大多數(shù)參與者，包括OEM和T1供應(yīng)商，還沒(méi)有明確的半導(dǎo)體戰(zhàn)略。為未來(lái)做好準(zhǔn)備，迫切需要內(nèi)部和外部半導(dǎo)體技術(shù)及其供應(yīng)鏈方面的具體專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
02
汽車(chē)存儲(chǔ)器：大升級(jí)
車(chē)用存儲(chǔ)器是一個(gè)潛力非常大的市場(chǎng)，其中多種存儲(chǔ)產(chǎn)品都會(huì)有較大增長(zhǎng)性，包括NOR/NAND FLASH、DRAM、EEPROM、SRAM等。
在特斯拉的帶領(lǐng)下，越來(lái)越多的汽車(chē)廠將前儀表面板改成了觸摸顯示屏，引發(fā)了對(duì)大容量存儲(chǔ)器的需求。還有5G的商用和自動(dòng)駕駛的試水，讓汽車(chē)產(chǎn)生了大量的高速數(shù)據(jù)交互類(lèi)應(yīng)用，也讓高速和高容量的存儲(chǔ)器成為了必需品。
2017年，每輛汽車(chē)存儲(chǔ)設(shè)備硬件成本僅在20美元左右（不包括集成在MCU中的存儲(chǔ)單元）。當(dāng)智能駕駛到L4/L5時(shí)，存儲(chǔ)設(shè)備硬件成本在300-500美元左右。有人估計(jì)，單車(chē)需要配置32GB DRAM和200GB NAND來(lái)與其功能進(jìn)行匹配，從而實(shí)現(xiàn)智能汽車(chē)的功能。
NAND和DRAM將是主要車(chē)載存儲(chǔ)器的主要增長(zhǎng)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)來(lái)源于通訊娛樂(lè)系統(tǒng)的升級(jí)和5G與AI快速發(fā)展帶來(lái)的自動(dòng)駕駛落地。
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和無(wú)人駕駛車(chē)輛系統(tǒng)要求使用強(qiáng)大的處理器，這類(lèi)處理器對(duì)存儲(chǔ)器容量和帶寬均有要求，只有DRAM才能適配。
同樣，大容量NAND也在其中發(fā)揮無(wú)可替代的作用。ADAS提醒駕駛員注意汽車(chē)與其他障礙物距離過(guò)近等潛在危險(xiǎn)，自動(dòng)打開(kāi)大燈，調(diào)節(jié)行駛速度，啟動(dòng)緊急制動(dòng)，提醒駕駛員注意周?chē)?chē)輛，保持車(chē)輛在車(chē)道上正常行駛，甚至是監(jiān)控駕駛員的盲區(qū)。此外，信息娛樂(lè)系統(tǒng)的設(shè)置必須能夠瞬時(shí)保存，以防因?yàn)閿嚯妼?dǎo)致信息丟失。所有這些功能都需要高性能NAND來(lái)支持。
由于汽車(chē)內(nèi)電子設(shè)備產(chǎn)生和處理的數(shù)據(jù)量激增，車(chē)用存儲(chǔ)器在容量和規(guī)格上都將進(jìn)行一輪史無(wú)前例的大升級(jí)。
市場(chǎng)
目前，整個(gè)汽車(chē)內(nèi)存市場(chǎng)目前由美光主導(dǎo)，估計(jì)市場(chǎng)份額為45%（按收入計(jì)），其次是三星，市場(chǎng)份額為13%。英飛凌、鎧俠、SK海力士和ISSI均排在三星之后，市場(chǎng)份額≤7%。
隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷演進(jìn)，DRAM最大的增量空間還是來(lái)自于自動(dòng)駕駛。
美光科技市占率近半地位穩(wěn)固、技術(shù)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)龍頭北京君正DRAM市占率第二，三星、南亞科、華邦電緊隨其后。從競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，美光科技作為絕對(duì)龍頭市占率達(dá)45%，2021年度進(jìn)行了LPDDR5采樣測(cè)試，為行業(yè)領(lǐng)先。北京君正收購(gòu)北京矽成后進(jìn)入車(chē)載存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，已與博世汽車(chē)、大陸集團(tuán)等下游車(chē)企達(dá)成緊密合作；汽車(chē)智能化程度的提高和相關(guān)技術(shù)的不斷升級(jí)，也將帶來(lái)除存儲(chǔ)芯片之外的其他各類(lèi)車(chē)載芯片的需求增長(zhǎng)，北京矽成專(zhuān)注在汽車(chē)及工業(yè)領(lǐng)域的多年芯片研發(fā)經(jīng)驗(yàn)將在智能駕駛時(shí)代迎來(lái)新的發(fā)展前景。
自動(dòng)駕駛的核心是AI技術(shù)，需要極高的算力、創(chuàng)新的內(nèi)存和存儲(chǔ)系統(tǒng)，用來(lái)處理和保存計(jì)算機(jī)做出模仿人類(lèi)決策所需的大量數(shù)據(jù)。
自動(dòng)駕駛汽車(chē)所含代碼行數(shù)將超過(guò)迄今為止創(chuàng)建的任何其他軟件平臺(tái)。到2020年，預(yù)計(jì)典型的車(chē)輛將包含超過(guò)3億行代碼，包含1 TB以上的存儲(chǔ)，需要每秒超過(guò)1 TB的內(nèi)存帶寬來(lái)支持自動(dòng)駕駛平臺(tái)所需的計(jì)算性能。傳統(tǒng)的DRAM顯然已不能勝任。
03
汽車(chē)存儲(chǔ)器未來(lái)趨勢(shì)
電動(dòng)化、信息化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展推動(dòng)汽車(chē)存儲(chǔ)革命，未來(lái)汽車(chē)存儲(chǔ)將由GB級(jí)走向TB級(jí)別。從當(dāng)前看，ADAS系統(tǒng)、新一代中控系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)引入5G連接技術(shù)、端邊云和OTA等均為基礎(chǔ)代碼、數(shù)據(jù)與參數(shù)存儲(chǔ)的載體。未來(lái)更豐富的娛樂(lè)系統(tǒng)，更強(qiáng)的中控電腦和數(shù)字駕駛艙，更完備事件記錄系統(tǒng)，更多的傳感器和輔助駕駛決策將對(duì)存儲(chǔ)空間提出“TB級(jí)”需求。
最新一代的LPDDR5和即將到來(lái)的DDR5被賦予厚望。LPDDR5特別適用于最新型車(chē)輛使用的更大顯示器，能夠管理日益復(fù)雜的導(dǎo)航圖像和駕駛艙單元的控制區(qū)域。此外，從傳統(tǒng)的IVI派生而來(lái)、利用車(chē)內(nèi)攝像頭的數(shù)字集群、前后傳感器以及駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)，都需要使用LPDDR5的高端功能。更為強(qiáng)大的DDR5則將出現(xiàn)在下一代自動(dòng)駕駛SoC當(dāng)中。
存儲(chǔ)器廠商們已經(jīng)紛紛行動(dòng)起來(lái)。近期，存儲(chǔ)器大廠美光就宣布首款車(chē)用LPDDR5存儲(chǔ)器已開(kāi)始送樣，該方案根據(jù)基于國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262設(shè)計(jì)，符合美國(guó)汽車(chē)協(xié)會(huì)最嚴(yán)格的要求。
盡管前景光明，業(yè)內(nèi)人士對(duì)DRAM能否在近期爆發(fā)還是持謹(jǐn)慎態(tài)度。呂東就認(rèn)為，DRAM的上量需考慮自動(dòng)駕駛和智能交通等技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)度，汽車(chē)的電動(dòng)化和智能化并不能和自動(dòng)駕駛的普遍應(yīng)用完全劃上等號(hào)，相信DRAM在自動(dòng)駕駛成熟后才會(huì)有爆發(fā)性的增長(zhǎng)。
智能功能需要更快的接口和更大的密度
汽車(chē)市場(chǎng)在質(zhì)量、資格、可靠性、功能安全和供應(yīng)壽命方面有特定要求，需要解決這個(gè)市場(chǎng)的參與者付出額外的努力和奉獻(xiàn)精神。
長(zhǎng)期以來(lái)，所使用的存儲(chǔ)器技術(shù)僅限于穩(wěn)健的解決方案，例如EEPROM和NOR閃存。隨著數(shù)字駕駛艙和ADAS智能傳感器以及自動(dòng)駕駛功能的普及，這種情況已經(jīng)發(fā)生了變化。
從帶有主要信息娛樂(lè)單元的模擬儀表板，車(chē)輛現(xiàn)在正在采用完全集中的數(shù)字駕駛艙電子設(shè)備。例如，DRAM已經(jīng)從DDR2和DDR3L發(fā)展到LPDDR4(x)，在某些情況下甚至是GDDRx。相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的增加導(dǎo)致采用更大、更快管理的NAND解決方案。從eMMC開(kāi)始，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)在最豪華的車(chē)輛中采用UFS和潛在的PCIe固態(tài)硬盤(pán)(SSD)。
ADAS功能正在推動(dòng)智能傳感器的普及，例如前置攝像頭、成像雷達(dá)，甚至激光雷達(dá)。這將需要高密度NOR閃存（(Q)SPI到xSPI）和DRAM（DDR3L或LPDDR4），具體取決于所使用的應(yīng)用程序處理單元。
自動(dòng)駕駛需要采用中央處理和人工智能功能。后者需要高帶寬DRAM。雖然大部分設(shè)計(jì)使用的是LPDDR4(x)或DDR4，但也有一部分使用的是GDDRx，未來(lái)我們可能還會(huì)想到HBM。自動(dòng)駕駛需要存儲(chǔ)大量代碼和數(shù)據(jù)，因此需要采用eMMC或UFS設(shè)備。預(yù)計(jì)未來(lái)用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)的事件數(shù)據(jù)記錄器（黑匣子）需要非常大的密度和速度，這可能會(huì)導(dǎo)致采用PCIe SSD。
作為汽車(chē)電子系統(tǒng)中不可或缺的一員，車(chē)用存儲(chǔ)器的前景不可限量。巨大的商機(jī)當(dāng)前，三大存儲(chǔ)巨頭已經(jīng)對(duì)車(chē)用市場(chǎng)進(jìn)行了各種布局，而國(guó)內(nèi)的存儲(chǔ)新勢(shì)力也開(kāi)始躍躍欲試，新一輪的競(jìng)賽已經(jīng)悄悄展開(kāi)。
