一文读懂车载存储芯片

谈思汽车 2023-06-17 10:40



存储类芯片介绍

存储芯片,也叫存储器,是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。根据断电后数据是否被保存,可分为 ROM(非易失性存储芯片)和RAM(易失性存储芯片),即闪存和内存,其中闪存包括NAND Flash和NOR Flash,内存主要为DRAM。

存储芯片分类示意图


※资料来源:亿欧

根据存储形式不同,存储器可分为三大类:光学存储、半导体存储器、磁性存储,其中光学存储是指根据激光等特性进行存储,常见的有DVD/VCD等;半导体存储器是指采用电能存储,是目前应用最多的存储器;磁性存储,常见的有磁盘、软盘等。


从产品形态来看,存储器主要包括NAND Flash、DRAM和NOR Flash等,其中NAND Flash ,属于非易失性存储器,据IC Insights统计,2020 年,全球半导体市场规模为4402 亿美元,存储器市场规模为 1172 亿美元,NAND Flash 闪存市场规模达到494 亿美元。其中NAND Flash 闪存是存储器的第二大细分市场,占比高达42%,主要用于大容量外部存储。


DRAM即动态随机存储器,属于易失性存储器,2020年全球DRAM市场实现销售额为663.83亿美元,较2019年小幅增长6.75%。DRAM全球市场相较于 NAND Flash更为集中,2020年全球DRAM市场由三星电子、SK海力士和镁光科技三家公司主导,中国也涌现出合肥长鑫等DRAM IDM企业。

NOR Flash属于非易失性存储,NOR Flash广泛应用于需要存储系统程序代码的电子设备。NOR Flash是除DRAM和NAND Flash之外市场规模最大的存储芯片。近年来随着智能手机、物联网、TWS耳机、5G及汽车电子等下游应用需求的增长,NOR Flash市场规模逐步增长。中金企信统计数据显示,2020年NOR Flash全球市场规模约为25亿美元,预计2021年NOR Flash市场规模约为31亿美元,主要用于存储固定代码。其他存储器类型还包括SRAM(易失性存储)和几种ROM(非易失性存储),但市场普及度都比较低。

汽车电子包括车体电子控制装置和车载电子控制装置,前者需要和汽车机械系统配合;后者能够独立使用。随着汽车电动化与智能化,电动汽车和无人驾驶发展迅猛,相应的辅助驾驶系统ADAS、电池管理系统BMS等被广泛应用,汽车中配置的电子零组件占比越来越高。汽 车电子的快速增长也将带动车用存储器需求,叠加配套器件如行车记录仪等带动的需求,预计该领域将带动NOR/SLC NAND保持10%以上的复合增长。


未来出行是电动化,自动化和互联化,但是对于汽车开发来讲要交付这种趋势其中一项最大的挑战是来自于整车的电子电气架构,电子电气架构从传统的分布式到域控制器式最终到中央处理器逐渐发展。从各个模块相互独立,到功能集成,再到域控制,再到域控制融合,到整车融合中央处理,最终到达云计算。


根据博世的经典五域来看,主要的域控制器包括自动驾驶域、底盘域、信息娱乐域、车身域、动力总成域等。但不同的车企对域控制的定义并不相同,而且目前域控制器+中央控制器的混合架构可能成为一个较为理想的解决方案。目前自动驾驶域和信息娱乐域不管是从软硬件要求还是从实现强大的功能需求来说都比较明确作为单独的域控制来看。动力域、车身域和底盘域等在执行端依然会保留基础控制器复杂终端执行功能,控制算法上由中央控制器统一控制。


存储器在新的电子电气结构中各个系统的中的分布图如下:

(1)智能驾驶系统中的存储器


智能驾驶系统中的存储器

※资料来源:公开资料、编写单位提供


(2)智能座舱系统中的Memory

智能座舱系统中的存储

※资料来源:公开资料、编写单位提供

(3)智能中央网关系统中的Memory

智能中央网关系统中的Memory


※资料来源:公开资料、编写单位提供

(4)智能域控制系统中的Memory


智能域控制系统中的Memory


※资料来源:公开资料、编写单位提供

(5)新能源混合发动机控制系统中的Memory


新能源混合发动机控制系统中的Memory

※资料来源:公开资料、编写单位提供

具体而言,智能座舱、车联网、智能驾驶等功能的实现均需要一定的存储空间来支持其正常运行。以智能驾驶为例,根据镁光科技及中国闪存市场预计,L2、L3级的自动驾驶汽车对内存带宽要求大致为100GB/s,对NAND Flash的平均容量需求约为32GB,而未来L4、L5级的全自动驾驶汽车则需要300GB/s-1TB/s的内存带宽,对NAND Flash的平均容量需求约为256GB。


存储芯片在汽车上的应用


※资料来源:SK Hynix,中银证券


闪存类芯片

闪存作为一种存储介质,广泛应用于固态硬盘,UFS,eMMC,SD卡,U盘等存储产品中;闪存是一种非易失性存储器,即断电数据也不会丢失。
闪存应用

※资料来源:公开资料、编写单位提供
闪存芯片内部分为LUN(逻辑单元), PLANE(平面), BLOCK(区块), PAGE(页);一个封装好的闪存芯片可能包含若干个LUN(逻辑单元);一个PLANE(平面)就是一个存储矩阵,包含若干个BLOCK(区块);BLOCK(区块)是闪存的最小擦除单位,一个BLOCK(区块)包含了若干个PAGE(页);PAGE(页)是闪存的最小读写单位,一个PAGE(页)包含若干个BYTE(字节)。

闪存阵列结构

※资料来源:公开资料、编写单位提供
(1)基本要求

基本要求
(2)功耗要求
目的:闪存功耗过大会导致芯片过热,影响能量消耗和用户体验。

描述:闪存需要保证在以下不同的工作模式以及待机模式下,功耗满足产品手册的要求,参数如下:

ICC1/ICCQ1:闪存进行读操作过程中的电流

ICC2/ICCQ2:闪存进行写操作过程中的电流

ICC3/ICCQ3:闪存进行擦操作过程中的电流

ICC4R/ICC4RQ/ICC4W/ICC4WQ:闪存进行读写送数据的过程中的电流

ICC5/ICC5Q:闪存处于IDLE(闲置)状态的电流

ISB/ISBQ:闪存处于STANDBY(待命)状态的电流

(3)性能要求
目的:闪存产品的性能会直接影响用户体验,性能太差会导致系统长时间没有反应。

描述:闪存产品需要保证以下性能指标满足产品手册要求。

① tProg:以PAGE(页)为单位进行PROGRAM(写入)操作一次需要的时间。

② tR:以PAGE(页)为单位进行READ(读)操作一次需要的时间。

③ tBERS:以BLOCK(分区)为单位进行ERASE(擦除)操作一次需要的时间。

④ IO Speed:数据传输的速率。

(4)可靠性要求

目的:闪存在实际使用中需要保证在生命周期内各种环境条件下功能的完整性及数据的有效性。

描述:闪存可靠性主要体现在以下方面,具体要求见相应的产品手册。

①寿命:闪存有寿命限制,当一个闪存块接近或超出其最大擦写次数时,可能导致存储单元永久性损伤,不能再使用。

②读干扰:当读取闪存块中的一个PAGE(页)时,闪存块当中未被选中的PAGE(页)都会被相对较弱的进行PROGRAM(写入),随着读取次数的增加,从而最终导致这些PAGE(页)中的数据变化,造成读干扰。读干扰不是永久性损伤,重新擦除后闪存还可以正常使用。

③电荷泄露:闪存中保存的数据,如果长期不使用,会发生电荷泄露,导致数据丢失。这同样会导致非永久性损伤,擦出后后闪存还能正常使用。

汽车Nand存储技术发展趋势

资料来源:铠侠、信达证券

从车载存储技术来看,以往车载NAND Flash存储器多为eMMC,数据存储用量提升后,性能更好的UFS存储有望逐渐渗透。

国内企业也有相关布局,以江波龙为例,在2021年就开始投入研发相关产品,预计在2022年下半年推出满足AEC-Q100 Grade 2级别的FORESEE UFS 2.2产品,首次推出的产品容量为64GB-128GB(Operation Temp:-40~105度,Reliability:10ppm以下,Longevity:3年),支持LDPC算法、Write Booster、HPB、紧急断电保护、FFU升级、FBA数据加速等功能。未来,FORESEE 车规级UFS将重点在车载驾驶域和驾舱域进行产品推广,以满足客户对大容量和高数据传输速度的要求。

DRAM芯片
动态随机存储器(DRAM)作为存储单元,由一个MOSFET和一个电容组成,DRAM存储芯片上布满存储电路,存储电路主要由一个个存储单元组成存储阵列,阵列密度决定存储密度,DDR是由固态技术协会( JEDEC )制定的DRAM内存标准,目前市场上主要产品为DDR4。由于每一代DDR都需要平台支持,短期难以替换之前的DDR产品。市场格局上,主要为国外及中国台湾企业,国产企业占比相对较低。
DRAM芯片市场格局
※资料来源:公开资料、编写单位提供

市场格局
存储器市场竞争格局较为集中,三星、镁光、海力士、铠侠长期处于行业主导地位,而在车载领域,存储产品不具生产标准化特点,而且对成本敏感性较低,因此竞争格局有所不同,几大行业龙头中仅镁光有所投入,根据开源证券的研报数据,镁光近年来在车载易失性存储领域第一名,市场份额超过40%,北京矽成(北京君正)位居行业第二名,市场份额约为15%,南亚科技、三星电子、SK海力士、赛普拉斯等位居其后,但由于车载市场的快速发展,传感器复杂度的不断提升,载存储器这一领域正在成为各大巨头们的新增长关注点,也是国产企业重点攻克应用领域之一。


国产存储类芯片发展情况

存储类芯片在汽车的前装市场、后装市场都有应用,主要应用产品包括车载中控、车载后视镜、车载导航仪、行车记录仪等,国际主流品牌有镁光、海力士、三星、东芝等厂商,国内的供应商主要有北京君正、兆易创新、长江存储、紫光等。

部分国内企业上车情况如下表所示:
(1)DRAM
国产DRAM发展情况
※资料来源:公开资料、编写单位提供
(2)SRAM
国产SRAM情况
※资料来源:公开资料、编写单位提供
(3)NOR FLASH

国产NOR FLASH情况
※资料来源:公开资料、编写单位提供
(4)NAND FLASH

国产NAND FLASH情况

※资料来源:公开资料、编写单位提供
(5)eMMC

国产eMMC情况
※资料来源:公开资料、编写单位提供
(6)EEPROM

国产EEPROM情况
来源:中国汽车芯片联盟

-  THE END  -

谈思汽车社群目前已覆盖
自动驾驶、信息安全、网络安全、车联网……

谈思汽车 智能汽车安全新媒体
评论
  • 在当今竞争激烈的商业世界中,供应链管理已成为企业生存与发展的核心竞争力之一。它就像一条无形的纽带,将供应商、制造商、分销商、零售商直至最终消费者紧密相连,确保产品和服务能够高效、顺畅地流转。今天,就让我们一同深入探索供应链管理的奥秘。供应链管理是什么简单来说,供应链管理是对从原材料采购、生产制造、产品配送直至销售给最终用户这一整个过程中,涉及的物流、信息流和资金流进行计划、协调、控制和优化的管理活动。它不仅仅是对各个环节的简单串联,更是一种通过整合资源、优化流程,实现整体效益最大化的管理理念和方
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 17:27 110浏览
  • 图森未来的“夺权之争”拉扯了这么久,是该画上句号了。大约9年前,侯晓迪、陈默、郝佳男等人共同创立了图森未来,初衷是以L4级别的无人驾驶卡车技术为全球物流运输行业赋能。此后,先后获得了5轮融资,累计融资额超过6.5亿美元,并于2021年成功在美国纳斯达克上市,成为全球自动驾驶第一股。好景不长,2023年市场屡屡传出图森未来裁员、退市的消息。今年1月份,图森未来正式宣布退市,成为了全球首个主动退市的自动驾驶公司。上市匆匆退市也匆匆,其背后深层原因在于高层的频繁变动以及企业的转型调整。最近,图森未来的
    刘旷 2024-12-27 10:23 70浏览
  • 在当今这个科技飞速发展的时代,物联网(IoT)已经不再是一个陌生的概念,它正以一种前所未有的速度改变着我们的生活和工作方式,像一股无形的力量,将世界紧密地连接在一起,引领我们步入一个全新的智能时代。物联网是什么简单来说,物联网就是通过感知设备、网络传输、数据处理等技术手段,实现物与物、人与物之间的互联互通和智能化管理。想象一下,你的家里所有的电器都能 “听懂” 你的指令,根据你的习惯自动调节;工厂里的设备能够实时监测自身状态,提前预警故障;城市的交通系统可以根据实时路况自动优化信号灯,减少拥堵…
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 17:18 95浏览
  • 一、前言 回首2024,对于我而言,是充满挑战与收获的一年。在这一年里,我积极参与了论坛的众多活动,不仅拓宽了我的认知边界(有些东西不是你做不到,而是你想不到),还让我在实践中收获了宝贵的经验和。同时,多种多样的论坛活动让我们全方面的接受新东西,连接新知识,多种类型的的活动交织了你我的2024。在这里说一说对过去一年的活动经历,进行一次年终总结,并谈谈我的收获和感受,以及对2025年的展望。二、活动足迹(一)快速体验:机智云Gokit2.0开发板初体验 机智云Gokit2.0开发板的体验活动让大
    无言的朝圣 2024-12-27 14:50 86浏览
  • 在科技飞速发展的今天,汽车不再仅仅是一种交通工具,更是一个融合了先进技术的移动智能空间。汽车电子作为汽车产业与电子技术深度融合的产物,正以前所未有的速度推动着汽车行业的变革,为我们带来更加智能、安全、舒适的出行体验。汽车电子的发展历程汽车电子的发展可以追溯到上世纪中叶。早期,汽车电子主要应用于发动机点火系统和简单的电子仪表,功能相对单一。随着半导体技术的不断进步,集成电路被广泛应用于汽车领域,使得汽车电子系统的性能得到了显著提升。从电子燃油喷射系统到防抱死制动系统(ABS),从安全气囊到车载导航
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 11:53 135浏览
  • 从教师的角度来看,麻省理工学院开除因学术造假的学生,这一决定是合理且必要的。首先,学术诚信是学术研究的基石。在学术界,真实性和原创性是至关重要的。学术造假不仅破坏了学术研究的公正性和准确性,还损害了学术领域的整体声誉。因此,对于任何形式的学术不端行为,包括伪造数据、抄袭等,学校都应采取严厉措施,以维护学术诚信。其次,学校对学生具有管理权,包括对学生的处分权。按照相关规定,学校有权对违纪学生进行警告、严重警告、记过、留校察看、勒令退学、开除学籍等处分。开除学籍是一种严厉的处分,通常适用于严重违反学
    curton 2024-12-28 21:49 70浏览
  • 采购与分销是企业运营中至关重要的环节,直接影响到企业的成本控制、客户满意度和市场竞争力。以下从多个方面介绍如何优化采购与分销:采购环节优化供应商管理供应商评估与选择:建立一套全面、科学的供应商评估体系,除了考虑价格因素,还要综合评估供应商的产品质量、交货期、信誉、研发能力、售后服务等。通过多维度评估,选择那些能够提供优质产品和服务,且与企业战略目标相契合的供应商。建立长期合作关系:与优质供应商建立长期稳定的合作关系,这种合作模式可以带来诸多好处。双方可以在信任的基础上进行深度沟通与协作,共同开展
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 17:43 125浏览
  • 起源与基础20 世纪 60 年代:可编程逻辑设备(PLD)的概念出现,一种被称为 “重构能力” 的芯片的可编程性吸引了许多工程师和学者。20 世纪 70 年代:最早的可编程逻辑器件 PLD 诞生,其输出结构是可编程的逻辑宏单元,它的硬件结构设计可由软件完成,设计比纯硬件的数字电路更灵活,但结构简单,只能实现小规模电路。诞生与发展20 世纪 80 年代中期:为弥补 PLD 只能设计小规模电路的缺陷,复杂可编程逻辑器件 CPLD 被推出,它具有更复杂的结构,能够实现较大规模的电路设计。1988 年:
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 10:41 78浏览
  • 在当今这个数字化的时代,电子设备无处不在,从我们手中的智能手机、随身携带的笔记本电脑,到复杂的工业控制系统、先进的医疗设备,它们的正常运行都离不开一个关键的 “幕后英雄”—— 印刷电路板(Printed Circuit Board,简称 PCB)。PCB 作为电子设备中不可或缺的重要部件,默默地承载着电子元件之间的连接与信号传输,是整个电子世界的基石。揭开 PCB 的神秘面纱PCB,简单来说,就是一块由绝缘材料制成的板子,上面通过印刷、蚀刻等工艺形成了导电线路和焊盘,用于固定和连接各种电子元件。
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 17:21 106浏览
  • 一、引言无人机,作为近年来迅速崛起的新兴技术产物,正以前所未有的速度改变着众多行业的运作模式,从民用领域的航拍、物流,到工业领域的测绘、巡检,再到军事领域的侦察、打击等,无人机的身影无处不在。为了深入了解无人机的现状,本次调研综合了市场数据、行业报告、用户反馈等多方面信息,全面剖析无人机的发展态势。二、市场规模与增长趋势随着技术的不断进步和成本的逐渐降低,无人机市场呈现出爆发式增长。近年来,全球无人机市场规模持续扩大,预计在未来几年内仍将保持较高的增长率。从应用领域来看,消费级无人机市场依然占据
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 17:29 187浏览
  • 引言工程师作为推动科技进步和社会发展的核心力量,在各个领域发挥着关键作用。为深入了解工程师的职场现状,本次调研涵盖了不同行业、不同经验水平的工程师群体,通过问卷调查、访谈等方式,收集了大量一手数据,旨在全面呈现工程师的职场生态。1. 工程师群体基本信息行业分布:调研结果显示,工程师群体广泛分布于多个行业,其中制造业占比最高,达到 90%,其次是信息技术、电子通信、能源等行业。不同行业的工程师在工作内容、技术要求和职业发展路径上存在一定差异。年龄与经验:工程师群体以中青年为主,30 - 45 岁年
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 17:39 128浏览
  • 发明阶段(20世纪80年代至90年代)起源:当时ASIC设计成本高,周期长,流片失败率高,业界需要一种通用的半导体器件进行流片前测试和验证,可编程逻辑器件就此产生。诞生:1980年,Xilinx公司成立。1985年,Ross Freeman制造了第一片PFGA芯片XC2064,采用4输入,1输出的LUT和FF结合的基本逻辑单元。发展阶段(1992年至1999年)容量提升:FPGA容量不断上涨,芯片面积逐渐增大,为架构穿心提供空间,复杂功能可以实现。布线问题凸显:缩着芯片复杂度增加,片上资源的互连
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 10:26 92浏览
  •       在科技日新月异的今天,智能手机已不再仅仅是通讯工具,它更成为了我们娱乐、学习、工作的核心设备。特别是在游戏体验方面,用户对于手机的性能要求愈发严苛,追求极致流畅与沉浸感。正是基于这样的市场需求,一加品牌于2024年12月26日正式推出了其最新的游戏性能旗舰——一加 Ace 5系列,包括一加 Ace 5与一加 Ace 5 Pro两款力作。这一系列深度聚焦于性能与游戏体验,旨在为用户带来前所未有的游戏盛宴。骁龙8系旗舰平台,性能跃升新高度
    科技财经汇 2024-12-26 22:31 80浏览
  • 在科技飞速发展的今天,医疗电子作为一个融合了医学与电子技术的交叉领域,正以前所未有的速度改变着我们的医疗模式和健康生活。它宛如一颗璀璨的明珠,在医疗领域绽放出耀眼的光芒,为人类的健康福祉带来了诸多惊喜与变革。医疗电子的神奇应用医疗电子的应用范围极为广泛,深入到医疗的各个环节。在诊断方面,各种先进的医学成像设备堪称医生的 “火眼金睛”。X 光、CT、MRI 等成像技术,能够清晰地呈现人体内部的结构和病变情况,帮助医生准确地发现疾病。以 CT 为例,它通过对人体进行断层扫描,能够提供比传统 X 光更
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 15:46 115浏览
  • 在当今科技飞速发展的时代,工业电子作为现代制造业的中流砥柱,正以前所未有的速度推动着各个行业的变革与进步。从汽车制造到航空航天,从智能家居到工业自动化,工业电子的身影无处不在,为我们的生活和生产带来了巨大的改变。工业电子的崛起与发展工业电子的发展历程可谓是一部波澜壮阔的科技进化史。追溯到上世纪中叶,电子技术开始逐渐应用于工业领域,最初主要是简单的电子控制装置,用于提高生产过程的自动化程度。随着半导体技术、计算机技术和通信技术的不断突破,工业电子迎来了爆发式的增长。集成电路的发明使得电子设备的体积
    Jeffreyzhang123 2024-12-27 15:40 122浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦