汽车智能化带动车规级存储芯片高速发展

2021-11-24 08:40:19
李诚
文章摘要: 汽车存储芯片在自动驾驶、智能娱乐系统、CPU、黑匣子的应用中作为基础代码、数据与参数存储的载体。

汽车智能化发展已是大势所趋,尤其是在电动汽车领域。据Canalys调研数据显示,2021年上半年全球电动汽车销量达260万辆,同比增长160%。其中,特斯拉的市场份额达15%,市场占比第一,上半年累计交付新车386050辆。在汽车芯片严重短缺的背景下,电动汽车市场依旧保持着强劲的发展态势,在汽车智能化高速发展的浪潮下,芯片供应链厂商充分受益,汽车芯片行业有望加速发展。

汽车电气化、智能化的发展长期处于居高不下的态势。随着自动驾驶技术的完善,以及车载智能影音娱乐系统的需求增加,刺激了整个汽车电子市场,其中,汽车存储芯片需求也会有所提升。据有关媒体报道,2025年汽车存储芯片在汽车半导体的市场占比也会由2019年的8%提升至12%,上升空间巨大。

汽车存储芯片在自动驾驶、智能娱乐系统、CPU、黑匣子的应用中作为基础代码、数据与参数存储的载体。在自动驾驶应用中,每颗摄像头、雷达均需要一颗储存芯片与其配套使用,摄像头和雷达会将所感知到的路面信息写入储存芯片中,并通过专有算法对写入的数据进行运算、分析,快速做出紧急避让、制动等操作。随着自动驾驶等级由L1向L5不断渗透,传感器数量、采集到的数据量显著提升,进而对内存芯片的数量和容量也随之增加。汽车存储芯片市场规模将会进一步扩大。

国际汽车存储芯片市场现状

依照目前的汽车存储芯片市场来看,还是以三星、SK海力士、美光、微芯等国外企业占据主导地位。

图源:三星官网

三星的主导产品为V-NAND、LPDDR4X,LPDDR4X系列产品的写入速度高达1200MB/s,并且通过了车规级AEC-Q100的标准认证。本月三星发布了业界首款LPDDR5X,LPDDR5X的发布,意在取代上一代产品LPDDR5,LPDDR5X的数据传输速率高达8.5Gb/s,较前一代产品提升了1.3倍以上,采用的是14nm制程,功耗较上一代产品降低了20%。此次发布的芯片内存为16GB,在内存大小方面提升了1倍,同时内存容量最高可堆叠至64GB,这款存储芯片不仅能用于手机、电脑等消费类电子领域,在汽车、服务器领域均可应用。

美光的主导产品为DDR3/4、LPDDR3/4、eMMC 5.0、SSD,这一系列产品主要面向自动驾驶、仪表盘、车载娱乐系统的应用。具体到汽车DRAM领域,美光的产品占据了市场近45%的市场份额。汽车智能化、5G、AI拉动了存储芯片的需求,10月20日,美光官方发布公告,为满足各个领域对存储芯片巨大的市场需求,计划将在10年内投资超1500亿美元,用于存储芯片的开发与生产。

图源:海力士官网

11月11日,SK海力士获得了ISO 26262汽车电子功能安全国际标准认证,进一步巩固了SK海力士在汽车领域的竞争地位。受市场芯片短缺的影响,SK海力士营收增长明显,据季报显示,今年第三季度净利润达28.43亿美元,环比增长67%,同比增长206%。在生产方面,SK海力士通过提升NAND与DRAM产品的生产良率,在降低制造成本的同时,还调整了不同品类产品的生产占比,在第三季度NAND业务不再亏损,并实现盈利。SK海力士CFO卢钟元通过季报分析表示,存储器市场还将会继续呈现增长的态势。据媒体报道,SK海力士与德国大陆集团、现代摩比斯已达成合作关系,并为这两家汽车零部件厂商提供汽车存储芯片。

国内汽车存储芯片市场现状

聚焦国内汽车市场,中国已经蝉联12年全球汽车销量第一,如今受疫情、政策影响,汽车芯片严重的短缺,为国产芯片迎来了良好的发展机遇。为逆转芯片依赖进口的局面,国内的北京君正、兆易创新在汽车存储芯片领域亦有布局。

北京君正2019年收购了ISSI成功切入车规赛道,并实现CPU+存储+模拟的产业布局。ISSI的车规级存储芯片在国际市场具有较大的影响力,北京君正通过收购ISSI的方式迅速获取了先进的存储芯片设计工艺,避免了汽车存储芯片漫长的开发时间和长达两年的车规级芯片的认证过程,加速了北京君正在汽车产业的布局,填补了国内汽车存储芯片的空白。在收购ISSI后北京君正营收增速明显,2020年ISSI业务成为了主要的营收来源,其中存储芯片业务占据总营收的70%以上。

除了DRAM产品,北京君正可以用于汽车领域的Flash产品已进入样品阶段,目前正在积极地进行市场推广。在芯片短缺、晶圆产线供应不足的背景下,今年7月,北京君正斥巨资1亿元用于投资晶圆代工厂荣芯半导体,以保证后期产能的充足。今年10月,据韦尔股份显示,韦尔股份通过旗下子公司斥5.5亿元参与北京君正的定增,此次合作意实现资源互补,共同发力车载碳化硅与汽车存储芯片的发展。

兆易创新作为国内存储芯片的龙头,在汽车领域DRAM和Flash产品均有覆盖,今年6月兆易创新正式发布了首款自有品牌GDQ2BFAA系列的DDR4芯片,内存大小为4GB。该系列芯片采用了先进的制程工艺,数据读写平均速率为2666Mbps,峰值状态下可达2933Mbps。GDQ2BFAA系列芯片主要应用于板电脑、智慧家庭、车载影音系统等领域,在芯片生产方面,从设计到流片,再到封测和验证均已实现完全国产化,此芯片的发布,加速了汽车存储芯片国产化替代的进程。

图源:兆易创新

今年7月兆易创新推出内存最高容量为2GB的NOR Flash GD25系列产品,该系列产品通过了AEC-Q100认证,是国内唯一实现全国产化的车规级闪存芯片,主要面向汽车、工业应用领域,具有随机存储、可靠性强、读取速度快、可执行代码等特性。同时,该芯片的数据保存能力可达20年,编程/擦除周期达100000次,能为汽车和工业应用提供稳定、高效的数据读写能力。

结语

汽车智能化的发展,拉动了汽车储存芯片的需求,芯片短缺也为国内企业的发展提供了发展的良机,国内企业也抓住了发展的契机,通过并购、合作与自研的方式加速国产汽车存储芯片的发展,实现国产化替代,补足国内市场的空缺。

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