抱緊汽車(chē)大腿，存儲(chǔ)芯片何時(shí)能上岸？

國(guó)際形勢(shì)動(dòng)蕩、全球經(jīng)濟(jì)增速放緩及通貨膨脹...導(dǎo)致消費(fèi)終端的需求直線下降，讓原本在消費(fèi)電子所向披靡的存儲(chǔ)芯片猛然撞上攔路石，陷入困境。

從去年下半年開(kāi)始，下游消費(fèi)電子需求疲弱的寒風(fēng)席卷了整個(gè)存儲(chǔ)器市場(chǎng)，虧損、減產(chǎn)、訂單量銳減等狀況成為了存儲(chǔ)行業(yè)的主旋律。在這背景之下，車(chē)用芯片持續(xù)緊缺，給存儲(chǔ)企業(yè)帶來(lái)了一絲溫暖，也意味著存儲(chǔ)芯片仍有另一番用武之地。

Part.1
留有余溫，車(chē)用存儲(chǔ)芯片成需求重點(diǎn)

過(guò)去的幾年里，突如其來(lái)的疫情改變了人們的生活方式。在疫情初期，居家辦公、遠(yuǎn)程教育等成為了生活新常態(tài)，人們短時(shí)間內(nèi)對(duì)電子產(chǎn)品的需求大增，使得PC、智能手機(jī)等消費(fèi)電子需求瘋漲，存儲(chǔ)芯片迎來(lái)增長(zhǎng)高潮。然而隨著疫情不斷蔓延，加上國(guó)際形勢(shì)變化、高通貨膨脹等因素沖擊，消費(fèi)電子市場(chǎng)自2022年開(kāi)始下滑，連帶半導(dǎo)體市場(chǎng)也突轉(zhuǎn)急下，步入下行周期。終端市場(chǎng)持續(xù)呈現(xiàn)疲弱，迫使上下游供應(yīng)鏈不得不采取調(diào)價(jià)和去庫(kù)存等措施，以求平衡發(fā)展。

至今消費(fèi)終端還未傳來(lái)積極的信號(hào)，存儲(chǔ)芯片價(jià)格跌幅卻呈現(xiàn)將再擴(kuò)大的趨勢(shì)。據(jù)TrendForce集邦咨詢(xún)5月9日研究顯示，由于DRAM及NAND Flash供應(yīng)商減產(chǎn)不及需求走弱速度，部分產(chǎn)品第二季均價(jià)季跌幅有擴(kuò)大趨勢(shì)，DRAM擴(kuò)大至13~18%，NAND Flash則擴(kuò)大至8~13%。

二季度存儲(chǔ)市場(chǎng)仍顯冷淡，此前三星、鎧俠等幾大原廠雖表示看好今年下半年市況，不過(guò)短期內(nèi)整體需求還無(wú)法看到轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

相較于消費(fèi)電子的動(dòng)蕩不穩(wěn)，汽車(chē)電子的走勢(shì)則成為了半導(dǎo)體行業(yè)亮麗的風(fēng)景線。有數(shù)據(jù)指出，由于汽車(chē)芯片短缺，2022年全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)減少生產(chǎn)約450萬(wàn)輛新車(chē)，而2023年芯片短缺依舊將影響汽車(chē)產(chǎn)量，預(yù)計(jì)減產(chǎn)將達(dá)300萬(wàn)輛。由于需求旺盛，預(yù)計(jì)2023全年，汽車(chē)芯片仍將是芯片行業(yè)中為數(shù)不多的嚴(yán)重短缺的細(xì)分領(lǐng)域之一。

此前業(yè)界表示，汽車(chē)芯片出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性短缺，汽車(chē)芯片上下游正在上演冰火兩重天。但針對(duì)汽車(chē)芯片短缺問(wèn)題，福特汽車(chē)CEO Jim Farley認(rèn)為，汽車(chē)行業(yè)的芯片危機(jī)在2025年之前都不太可能緩解。

一般來(lái)說(shuō)，一輛汽車(chē)需要的芯片種類(lèi)至少有40種，汽車(chē)芯片按功能主要分為計(jì)算與控制芯片、傳感器芯片、功率半導(dǎo)體、模擬和通信芯片、存儲(chǔ)芯片等。從存儲(chǔ)芯片上看，汽車(chē)對(duì)存儲(chǔ)的需求仍然在上升。

從汽車(chē)應(yīng)用需求看，車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng) （IVI）、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車(chē)載信息系統(tǒng)、數(shù)位儀表板等領(lǐng)域是智能汽車(chē)的主要存儲(chǔ)需求。近年來(lái)，隨著自動(dòng)駕駛向高級(jí)L5升級(jí)發(fā)展，汽車(chē)用于收集車(chē)輛運(yùn)行和周邊情況數(shù)據(jù)的攝像頭、雷達(dá)、熱成像設(shè)備、激光雷達(dá)等各種傳感器會(huì)越來(lái)越多。在汽車(chē)行駛的過(guò)程中，除了自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，還有汽車(chē)與汽車(chē)之間的實(shí)時(shí)信息分享、互動(dòng)通信、數(shù)據(jù)交換等都將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)需求。

大量且不同的汽車(chē)存儲(chǔ)需求讓高容量低成本DRAM（LPDDR3/4、LPDDR5、GDDR等）、高性能NAND Flash（e.MMC和UFS等）等存儲(chǔ)芯片逐漸成為關(guān)注重點(diǎn)，同時(shí)專(zhuān)注于芯片啟動(dòng)的高密度NOR Flash（QSPI、xSPI等）需求也在持續(xù)提升。其中據(jù)西部數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，2025年，單車(chē)需要的NAND Flash容量將上升至2TB。

在智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速轉(zhuǎn)型的大趨勢(shì)之下，汽車(chē)行業(yè)對(duì)存儲(chǔ)芯片的需求將大大提升，汽車(chē)存儲(chǔ)芯片或?qū)⒊蔀榇鎯?chǔ)行業(yè)新的增長(zhǎng)方向。根據(jù)美光此前統(tǒng)計(jì)，2023年中國(guó)汽車(chē)存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)將大幅增長(zhǎng)至15億美元。

Part.2
從無(wú)到有，存儲(chǔ)芯片滲入車(chē)用各環(huán)節(jié)

近年來(lái)，隨著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化的加速推進(jìn)，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，汽車(chē)芯片正不斷革新，車(chē)輛需要處理和存儲(chǔ)更多的視頻、語(yǔ)音等數(shù)據(jù)信息，而存儲(chǔ)芯片也因此逐漸滲入到汽車(chē)產(chǎn)業(yè)“生態(tài)圈”中。

目前，可應(yīng)用于汽車(chē)芯片領(lǐng)域的存儲(chǔ)芯片類(lèi)型包括DRAM、SRAM、EEPROM、NAND Flash、NOR Flash、FRAM等。 

圖表：全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計(jì)

先從易失性存儲(chǔ)器DRAM和SRAM來(lái)講，含義上，DRAM是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存，其處理速度較快，但一旦斷電，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)便會(huì)丟失，數(shù)據(jù)保留時(shí)間短；SRAM是靜態(tài)存儲(chǔ)器，存取速度快，無(wú)需刷新電路也可以保存數(shù)據(jù)。價(jià)格上，SRAM相比DRAM較貴；應(yīng)用領(lǐng)域上，SRAM可用于汽車(chē)電子領(lǐng)域，DRAM可用于車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)（Infotainment）、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS）、車(chē)載信息系統(tǒng) （Telematics）和數(shù)字儀表盤(pán) （D-cluster）等。

而非易失性存儲(chǔ)器——閃存（Flash），主要分為NOR Flash和NAND Flash兩類(lèi)。兩者對(duì)比來(lái)看，NAND Flash寫(xiě)入性能好，大容量下成本低，體積也更小。在汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域，NAND Flash主要作用在長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)行駛或軟件等連續(xù)數(shù)據(jù)，應(yīng)用于ADAS系統(tǒng)、IVI系統(tǒng)、汽車(chē)中控等。而NOR Flash主要應(yīng)用于小容量、內(nèi)容更新少的場(chǎng)景，其獨(dú)有的功能特性剛好可以用于自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)（AEB）、胎壓偵測(cè)器（TPMS）、道路偏移警示等ADAS系統(tǒng)。

EEPROM是一種帶電可擦可編程只讀的存儲(chǔ)器，具備掉電后數(shù)據(jù)不丟失的特點(diǎn)。據(jù)悉，傳統(tǒng)的EEPROM可以保存100年，可擦寫(xiě)100w次。目前EEPROM產(chǎn)品可被用于汽車(chē)電子的車(chē)身控制模塊、駕駛輔助系統(tǒng)以及信息娛樂(lè)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等。

作為新型存儲(chǔ)器之一，F(xiàn)RAM（鐵電存儲(chǔ)器）擁有高速讀寫(xiě)入、高讀寫(xiě)耐久性、低功耗等優(yōu)秀特性，被認(rèn)為是可以替代傳統(tǒng)EEPROM和Flash的產(chǎn)品，不過(guò)制造成本較高。FRAM技術(shù)可以幫助汽車(chē)制造商大幅降低系統(tǒng)的復(fù)雜性及提高數(shù)據(jù)的完整性，據(jù)悉，實(shí)際上FRAM目前已被廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)的關(guān)鍵電子系統(tǒng)。

Part.3
力爭(zhēng)過(guò)關(guān)，打通供應(yīng)鏈體系

與消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品相比，車(chē)規(guī)級(jí)別的芯片進(jìn)入門(mén)檻高、認(rèn)證周期長(zhǎng)，對(duì)技術(shù)要求也更嚴(yán)格。欲入行先通關(guān)，芯片進(jìn)入汽車(chē)電子主流供應(yīng)鏈體系需要進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

目前來(lái)說(shuō)，車(chē)規(guī)級(jí)芯片需要通過(guò)AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)、IATF16949合規(guī)認(rèn)證、ASPCIE認(rèn)證、ISO 26262功能安全認(rèn)證等系列關(guān)卡；同時(shí)還需符合部分車(chē)廠的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)才能上車(chē)，例如大眾VW80000標(biāo)準(zhǔn)、通用汽車(chē)GMW3172標(biāo)準(zhǔn)等。

圖表：全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計(jì)

而上述的一些認(rèn)證步驟，車(chē)載存儲(chǔ)產(chǎn)品也必不可免，產(chǎn)品在滿(mǎn)足性能、成本、容量需求以外，只有達(dá)到了車(chē)規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，才能保證在嚴(yán)酷行車(chē)環(huán)境下安全、穩(wěn)定且持久地使用。但整套認(rèn)證流程時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)4-5年，其認(rèn)證周期較長(zhǎng)、流程繁瑣，導(dǎo)致市場(chǎng)門(mén)檻高，市場(chǎng)格局寡頭明顯，不過(guò)這并不能阻礙迫切入關(guān)的存儲(chǔ)軍。對(duì)芯片企業(yè)而言，要進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)將面臨的是極高的技術(shù)、生產(chǎn)和時(shí)間成本的考驗(yàn)。

圖表：全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計(jì)

從產(chǎn)品類(lèi)型上看，三星、SK海力士、美光、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、佰維存儲(chǔ)、兆易創(chuàng)新等存儲(chǔ)企業(yè)的車(chē)載存儲(chǔ)產(chǎn)品類(lèi)型主要集中在DRAM和NAND Flash兩大主流存儲(chǔ)器產(chǎn)品；而聚辰半導(dǎo)體、復(fù)旦微電子、兆易創(chuàng)新、北京君正等一些芯片設(shè)計(jì)廠商在EEPROM、NOR Flash等有部署，多家企業(yè)已成功拿到了打入汽車(chē)行業(yè)相關(guān)的通行證，產(chǎn)品已陸續(xù)上車(chē)。

具體來(lái)看，三星產(chǎn)品系列已拓展到LPDDR5X、eMMC、UFS、PCLe SSD等；美光產(chǎn)品種類(lèi)較為齊全DRAM產(chǎn)品從最傳統(tǒng)的DDR升級(jí)到DDR4、LPD2、LPD5及GDDR6，在NAND、NOR Flash及MCP等方面皆有涉及。

近年來(lái)，車(chē)規(guī)芯片正在快速發(fā)展，從國(guó)內(nèi)布局來(lái)看，為鼓勵(lì)和推動(dòng)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；l(fā)展，國(guó)家陸續(xù)發(fā)布了一些汽車(chē)芯片的補(bǔ)充制度和支持政策，同時(shí)部分企業(yè)正加速推動(dòng)車(chē)用存儲(chǔ)芯片的研發(fā)和應(yīng)用。

存儲(chǔ)產(chǎn)品進(jìn)度上，兆易創(chuàng)新去年在DDR4產(chǎn)品基礎(chǔ)上，推出了DDR3L產(chǎn)品系列，今年會(huì)在營(yíng)收體量上積極去推進(jìn)，還將繼續(xù)豐富完善DARM產(chǎn)品線；在NOR Flash、NAND Flash上均推出了全系列的車(chē)規(guī)產(chǎn)品，累計(jì)出貨量已超過(guò)1億顆，NAND Flash車(chē)規(guī)產(chǎn)品也在積極進(jìn)行市場(chǎng)推廣。兆易創(chuàng)新DRAM業(yè)務(wù)處于起步階段，而車(chē)規(guī)級(jí)Nor Flash大容量芯片占比據(jù)持續(xù)上升，出貨平均容量也持續(xù)提升。從產(chǎn)品上看，GD25 SPI NOR Flash的容量覆蓋512KB～2GB，能夠滿(mǎn)足多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)所需的不同存儲(chǔ)空間。

復(fù)旦微電子的FM24C/FM25系列EEPROM車(chē)規(guī)產(chǎn)品已通過(guò)AEC-Q100 Grade 1車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證，產(chǎn)品工作溫度擴(kuò)展至-40℃~+125℃，下一階段，其I2C、SPI接口EEPROM的全系列容量產(chǎn)品計(jì)劃于年內(nèi)完成AEC-Q100 Grade1車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證。

而佰維存儲(chǔ)車(chē)載存儲(chǔ)產(chǎn)品涉及SSD、BGA SSD、車(chē)載eMMC、LPDDR、CFast卡、SD卡等，已經(jīng)滿(mǎn)足行車(chē)監(jiān)控器、行車(chē)記錄儀、車(chē)載娛樂(lè)內(nèi)容以及自動(dòng)駕駛高精度地圖等應(yīng)用的需求。此前為了加強(qiáng)車(chē)載存儲(chǔ)的研發(fā)，佰維存儲(chǔ)還與太極半導(dǎo)體簽約戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將在車(chē)規(guī)級(jí)存儲(chǔ)器方面進(jìn)行深化合作。

目前，北京君正旗下北京矽成（ISSI）已具備成熟的車(chē)規(guī)級(jí)芯片研發(fā)平臺(tái)，生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節(jié)均已通過(guò)ISO/TS16949認(rèn)證，且所有產(chǎn)品均達(dá)到或超過(guò)AEC-Q100，并已部署高速低功耗SRAM，低中密度DRAM，NOR/NAND Flash，嵌入式Flash pFusion，及eMMC等芯片產(chǎn)品。據(jù)悉，北京君正旗下上海芯楷目前已有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前正在做產(chǎn)品推廣。上海芯楷是從非易失存儲(chǔ)器（NOR Flash）產(chǎn)品開(kāi)始，依據(jù)新興市場(chǎng)對(duì)芯片產(chǎn)品的需求，逐步開(kāi)發(fā) NAND Flash、PSRAM（IOT RAM）存儲(chǔ)系列產(chǎn)品。

結(jié)語(yǔ)

總體而言，在存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)遭遇重?fù)粝萑肽婢澈?，企業(yè)正在努力使用車(chē)載存儲(chǔ)芯片開(kāi)辟一條新興之路。雖道阻且長(zhǎng)，但行則將至，若行而不輟，未來(lái)可期。未來(lái)，汽車(chē)芯片行業(yè)也將成為存儲(chǔ)軍們新的戰(zhàn)略重地。