來源:中國汽車芯片聯(lián)盟 1. 存儲類芯片介紹 存儲芯片,也叫存儲器,是用來存儲程序和各種數(shù)據(jù)信息的記憶部件。根據(jù)斷電后數(shù)據(jù)是否被保存,可分為 ROM(非易失性存儲芯片)和RAM(易失性存儲芯片),即閃存和內(nèi)存,其中閃存包括NAND Flash和NOR Flash,內(nèi)存主要為DRAM。 存儲芯片分類示意圖 ※資料來源:億歐 根據(jù)存儲形式不同,存儲器可分為三大類:光學(xué)存儲、半導(dǎo)體存儲器、磁性存儲,其中光學(xué)存儲是指根據(jù)激光等特性進(jìn)行存儲,常見的有DVD/VCD等;半導(dǎo)體存儲器是指采用電能存儲,是目前應(yīng)用最多的存儲器;磁性存儲,常見的有磁盤、軟盤等。 DRAM即動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器,屬于易失性存儲器,2020年全球DRAM市場實(shí)現(xiàn)銷售額為663.83億美元,較2019年小幅增長6.75%。DRAM全球市場相較于 NAND Flash更為集中,2020年全球DRAM市場由三星電子、SK海力士和鎂光科技三家公司主導(dǎo),中國也涌現(xiàn)出合肥長鑫等DRAM IDM企業(yè)。 NOR Flash屬于非易失性存儲,NOR Flash廣泛應(yīng)用于需要存儲系統(tǒng)程序代碼的電子設(shè)備。NOR Flash是除DRAM和NAND Flash之外市場規(guī)模最大的存儲芯片。近年來隨著智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、TWS耳機(jī)、5G及汽車電子等下游應(yīng)用需求的增長,NOR Flash市場規(guī)模逐步增長。中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2020年NOR Flash全球市場規(guī)模約為25億美元,預(yù)計(jì)2021年NOR Flash市場規(guī)模約為31億美元,主要用于存儲固定代碼。其他存儲器類型還包括SRAM(易失性存儲)和幾種ROM(非易失性存儲),但市場普及度都比較低。 汽車電子包括車體電子控制裝置和車載電子控制裝置,前者需要和汽車機(jī)械系統(tǒng)配合;后者能夠獨(dú)立使用。隨著汽車電動(dòng)化與智能化,電動(dòng)汽車和無人駕駛發(fā)展迅猛,相應(yīng)的輔助駕駛系統(tǒng)ADAS、電池管理系統(tǒng)BMS等被廣泛應(yīng)用,汽車中配置的電子零組件占比越來越高。汽 車電子的快速增長也將帶動(dòng)車用存儲器需求,疊加配套器件如行車記錄儀等帶動(dòng)的需求,預(yù)計(jì)該領(lǐng)域?qū)?dòng)NOR/SLC NAND保持10%以上的復(fù)合增長。 未來出行是電動(dòng)化,自動(dòng)化和互聯(lián)化,但是對于汽車開發(fā)來講要交付這種趨勢其中一項(xiàng)最大的挑戰(zhàn)是來自于整車的電子電氣架構(gòu),電子電氣架構(gòu)從傳統(tǒng)的分布式到域控制器式最終到中央處理器逐漸發(fā)展。從各個(gè)模塊相互獨(dú)立,到功能集成,再到域控制,再到域控制融合,到整車融合中央處理,最終到達(dá)云計(jì)算。 根據(jù)博世的經(jīng)典五域來看,主要的域控制器包括自動(dòng)駕駛域、底盤域、信息娛樂域、車身域、動(dòng)力總成域等。但不同的車企對域控制的定義并不相同,而且目前域控制器 中央控制器的混合架構(gòu)可能成為一個(gè)較為理想的解決方案。目前自動(dòng)駕駛域和信息娛樂域不管是從軟硬件要求還是從實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能需求來說都比較明確作為單獨(dú)的域控制來看。動(dòng)力域、車身域和底盤域等在執(zhí)行端依然會保留基礎(chǔ)控制器復(fù)雜終端執(zhí)行功能,控制算法上由中央控制器統(tǒng)一控制。 存儲器在新的電子電氣結(jié)構(gòu)中各個(gè)系統(tǒng)的中的分布圖如下: (1)智能駕駛系統(tǒng)中的存儲器 智能駕駛系統(tǒng)中的存儲器 ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 (2)智能座艙系統(tǒng)中的Memory 智能座艙系統(tǒng)中的存儲 ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 (3)智能中央網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中的Memory 智能中央網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中的Memory ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 (4)智能域控制系統(tǒng)中的Memory 智能域控制系統(tǒng)中的Memory ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 (5)新能源混合發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的Memory 新能源混合發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的Memory ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 具體而言,智能座艙、車聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛等功能的實(shí)現(xiàn)均需要一定的存儲空間來支持其正常運(yùn)行。以智能駕駛為例,根據(jù)鎂光科技及中國閃存市場預(yù)計(jì),L2、L3級的自動(dòng)駕駛汽車對內(nèi)存帶寬要求大致為100GB/s,對NAND Flash的平均容量需求約為32GB,而未來L4、L5級的全自動(dòng)駕駛汽車則需要300GB/s-1TB/s的內(nèi)存帶寬,對NAND Flash的平均容量需求約為256GB。 存儲芯片在汽車上的應(yīng)用 ※資料來源:SK Hynix,中銀證券 2. 閃存類芯片 閃存作為一種存儲介質(zhì),廣泛應(yīng)用于固態(tài)硬盤,UFS,eMMC,SD卡,U盤等存儲產(chǎn)品中;閃存是一種非易失性存儲器,即斷電數(shù)據(jù)也不會丟失。 閃存應(yīng)用 ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 閃存陣列結(jié)構(gòu) ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 基本要求 (2)功耗要求 目的:閃存功耗過大會導(dǎo)致芯片過熱,影響能量消耗和用戶體驗(yàn)。 描述:閃存需要保證在以下不同的工作模式以及待機(jī)模式下,功耗滿足產(chǎn)品手冊的要求,參數(shù)如下: ICC1/ICCQ1:閃存進(jìn)行讀操作過程中的電流 ICC2/ICCQ2:閃存進(jìn)行寫操作過程中的電流 描述:閃存產(chǎn)品需要保證以下性能指標(biāo)滿足產(chǎn)品手冊要求。 ① tProg:以PAGE(頁)為單位進(jìn)行PROGRAM(寫入)操作一次需要的時(shí)間。 ② tR:以PAGE(頁)為單位進(jìn)行READ(讀)操作一次需要的時(shí)間。 ③ tBERS:以BLOCK(分區(qū))為單位進(jìn)行ERASE(擦除)操作一次需要的時(shí)間。 (4)可靠性要求 目的:閃存在實(shí)際使用中需要保證在生命周期內(nèi)各種環(huán)境條件下功能的完整性及數(shù)據(jù)的有效性。 描述:閃存可靠性主要體現(xiàn)在以下方面,具體要求見相應(yīng)的產(chǎn)品手冊。 ①壽命:閃存有壽命限制,當(dāng)一個(gè)閃存塊接近或超出其最大擦寫次數(shù)時(shí),可能導(dǎo)致存儲單元永久性損傷,不能再使用。 ②讀干擾:當(dāng)讀取閃存塊中的一個(gè)PAGE(頁)時(shí),閃存塊當(dāng)中未被選中的PAGE(頁)都會被相對較弱的進(jìn)行PROGRAM(寫入),隨著讀取次數(shù)的增加,從而最終導(dǎo)致這些PAGE(頁)中的數(shù)據(jù)變化,造成讀干擾。讀干擾不是永久性損傷,重新擦除后閃存還可以正常使用。 ③電荷泄露:閃存中保存的數(shù)據(jù),如果長期不使用,會發(fā)生電荷泄露,導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。這同樣會導(dǎo)致非永久性損傷,擦出后后閃存還能正常使用。 汽車Nand存儲技術(shù)發(fā)展趨勢 資料來源:鎧俠、信達(dá)證券 從車載存儲技術(shù)來看,以往車載NAND Flash存儲器多為eMMC,數(shù)據(jù)存儲用量提升后,性能更好的UFS存儲有望逐漸滲透。 3. DRAM芯片 DRAM芯片市場格局 ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 4. 市場格局 5. 國產(chǎn)存儲類芯片發(fā)展情況 國產(chǎn)DRAM發(fā)展情況 ※資料來源:公開資料、編寫單位提供 |
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