抱緊汽車(chē)大腿，存儲芯片何時(shí)能上岸？

國際形勢動(dòng)蕩、全球經(jīng)濟增速放緩及通貨膨脹...導致消費終端的需求直線(xiàn)下降，讓原本在消費電子所向披靡的存儲芯片猛然撞上攔路石，陷入困境。

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

Part.1
留有余溫，車(chē)用存儲芯片成需求重點(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、遠程教育等成為了生活新常態(tài)，人們短時(shí)間內對電子產(chǎn)品的需求大增，使得PC、智能手機等消費電子需求瘋漲，存儲芯片迎來(lái)增長(cháng)高潮。然而隨著(zhù)疫情不斷蔓延，加上國際形勢變化、高通貨膨脹等因素沖擊，消費電子市場(chǎng)自2022年開(kāi)始下滑，連帶半導體市場(chǎng)也突轉急下，步入下行周期。終端市場(chǎng)持續呈現疲弱，迫使上下游供應鏈不得不采取調價(jià)和去庫存等措施，以求平衡發(fā)展。

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

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

相較于消費電子的動(dòng)蕩不穩，汽車(chē)電子的走勢則成為了半導體行業(yè)亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。有數據指出，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，預計減產(chǎn)將達300萬(wàn)輛。由于需求旺盛，預計2023全年，汽車(chē)芯片仍將是芯片行業(yè)中為數不多的嚴重短缺的細分領(lǐng)域之一。

此前業(yè)界表示，汽車(chē)芯片出現結構性短缺，汽車(chē)芯片上下游正在上演冰火兩重天。但針對汽車(chē)芯片短缺問(wèn)題，福特汽車(chē)CEO Jim Farley認為，汽車(chē)行業(yè)的芯片危機在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算與控制芯片、傳感器芯片、功率半導體、模擬和通信芯片、存儲芯片等。從存儲芯片上看，汽車(chē)對存儲的需求仍然在上升。

從汽車(chē)應用需求看，車(chē)載信息娛樂(lè )系統 （IVI）、高級駕駛輔助系統（ADAS）、車(chē)載信息系統、數位儀表板等領(lǐng)域是智能汽車(chē)的主要存儲需求。近年來(lái)，隨著(zhù)自動(dòng)駕駛向高級L5升級發(fā)展，汽車(chē)用于收集車(chē)輛運行和周邊情況數據的攝像頭、雷達、熱成像設備、激光雷達等各種傳感器會(huì )越來(lái)越多。在汽車(chē)行駛的過(guò)程中，除了自身產(chǎn)生的數據，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、數據交換等都將產(chǎn)生大量的數據處理和存儲需求。

大量且不同的汽車(chē)存儲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）需求也在持續提升。其中據西部數據預測，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)化加速轉型的大趨勢之下，汽車(chē)行業(yè)對存儲芯片的需求將大大提升，汽車(chē)存儲芯片或將成為存儲行業(yè)新的增長(cháng)方向。根據美光此前統計，2023年中國汽車(chē)存儲市場(chǎng)規模估計將大幅增長(cháng)至15億美元。

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

近年來(lái)，隨著(zhù)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)不斷轉型升級，汽車(chē)芯片正不斷革新，車(chē)輛需要處理和存儲更多的視頻、語(yǔ)音等數據信息，而存儲芯片也因此逐漸滲入到汽車(chē)產(chǎn)業(yè)“生態(tài)圈”中。

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

圖表：全球半導體觀(guān)察不完全統計

先從易失性存儲器DRAM和SRAM來(lái)講，含義上，DRAM是動(dòng)態(tài)隨機存取存儲器，是與CPU直接交換數據的內部存儲器，簡(jiǎn)稱(chēng)內存，其處理速度較快，但一旦斷電，存儲的數據便會(huì )丟失，數據保留時(shí)間短；SRAM是靜態(tài)存儲器，存取速度快，無(wú)需刷新電路也可以保存數據。價(jià)格上，SRAM相比DRAM較貴；應用領(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（Infotainment）、先進(jìn)駕駛輔助系統 （ADAS）、車(chē)載信息系統 （Telematics）和數字儀表盤(pán) （D-cluster）等。

而非易失性存儲器——閃存（Flash），主要分為NOR Flash和NAND Flash兩類(lèi)。兩者對比來(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)應用領(lǐng)域，NAND Flash主要作用在長(cháng)時(shí)間存儲行駛或軟件等連續數據，應用于A(yíng)DAS系統、IVI系統、汽車(chē)中控等。而NOR Flash主要應用于小容量、內容更新少的場(chǎng)景，其獨有的功能特性剛好可以用于自動(dòng)緊急剎車(chē)系統（AEB）、胎壓偵測器（TPMS）、道路偏移警示等ADAS系統。

EEPROM是一種帶電可擦可編程只讀的存儲器，具備掉電后數據不丟失的特點(diǎn)。據悉，傳統的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、駕駛輔助系統以及信息娛樂(lè )與車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統等。

作為新型存儲器之一，FRAM（鐵電存儲器）擁有高速讀寫(xiě)入、高讀寫(xiě)耐久性、低功耗等優(yōu)秀特性，被認為是可以替代傳統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的復雜性及提高數據的完整性，據悉，實(shí)際上FRAM目前已被廣泛應用于新能源汽車(chē)的關(guān)鍵電子系統。

Part.3
力爭過(guò)關(guān)，打通供應鏈體系

與消費級產(chǎn)品相比，車(chē)規級別的芯片進(jìn)入門(mén)檻高、認證周期長(cháng)，對技術(shù)要求也更嚴格。欲入行先通關(guān)，芯片進(jìn)入汽車(chē)電子主流供應鏈體系需要進(jìn)行一系列的標準測試。

目前來(lái)說(shuō)，車(chē)規級芯片需要通過(guò)AEC-Q系列標準、IATF16949合規認證、ASPCIE認證、ISO 26262功能安全認證等系列關(guān)卡；同時(shí)還需符合部分車(chē)廠(chǎng)的企業(yè)標準才能上車(chē)，例如大眾VW80000標準、通用汽車(chē)GMW3172標準等。

圖表：全球半導體觀(guān)察不完全統計

而上述的一些認證步驟，車(chē)載存儲產(chǎn)品也必不可免，產(chǎn)品在滿(mǎn)足性能、成本、容量需求以外，只有達到了車(chē)規級標準，才能保證在嚴酷行車(chē)環(huán)境下安全、穩定且持久地使用。但整套認證流程時(shí)間可能長(cháng)達4-5年，其認證周期較長(cháng)、流程繁瑣，導致市場(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)的存儲軍。對芯片企業(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。

圖表：全球半導體觀(guān)察不完全統計

從產(chǎn)品類(lèi)型上看，三星、SK海力士、美光、鎧俠、西部數據、佰維存儲、兆易創(chuàng )新等存儲企業(yè)的車(chē)載存儲產(chǎn)品類(lèi)型主要集中在DRAM和NAND Flash兩大主流存儲器產(chǎn)品；而聚辰半導體、復旦微電子、兆易創(chuàng )新、北京君正等一些芯片設計廠(chǎng)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)品從最傳統的DDR升級到DDR4、LPD2、LPD5及GDDR6，在NAND、NOR Flash及MCP等方面皆有涉及。

近年來(lái)，車(chē)規芯片正在快速發(fā)展，從國內布局來(lái)看，為鼓勵和推動(dòng)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)標準化和規?；l(fā)展，國家陸續發(fā)布了一些汽車(chē)芯片的補充制度和支持政策，同時(shí)部分企業(yè)正加速推動(dòng)車(chē)用存儲芯片的研發(fā)和應用。

存儲產(chǎn)品進(jìn)度上，兆易創(chuàng )新去年在DDR4產(chǎn)品基礎上，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)，還將繼續豐富完善DARM產(chǎn)品線(xiàn)；在NOR Flash、NAND Flash上均推出了全系列的車(chē)規產(chǎn)品，累計出貨量已超過(guò)1億顆，NAND Flash車(chē)規產(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)規級Nor Flash大容量芯片占比據持續上升，出貨平均容量也持續提升。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)操作系統所需的不同存儲空間。

復旦微電子的FM24C/FM25系列EEPROM車(chē)規產(chǎn)品已通過(guò)AEC-Q100 Grade 1車(chē)規級驗證，產(chǎn)品工作溫度擴展至-40℃~+125℃，下一階段，其I2C、SPI接口EEPROM的全系列容量產(chǎn)品計劃于年內完成AEC-Q100 Grade1車(chē)規級驗證。

而佰維存儲車(chē)載存儲產(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)監控器、行車(chē)記錄儀、車(chē)載娛樂(lè )內容以及自動(dòng)駕駛高精度地圖等應用的需求。此前為了加強車(chē)載存儲的研發(fā)，佰維存儲還與太極半導體簽約戰略合作協(xié)議，雙方將在車(chē)規級存儲器方面進(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)規級芯片研發(fā)平臺，生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節均已通過(guò)ISO/TS16949認證，且所有產(chǎn)品均達到或超過(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。據悉，北京君正旗下上海芯楷目前已有產(chǎn)品實(shí)現量產(chǎn)，目前正在做產(chǎn)品推廣。上海芯楷是從非易失存儲器（NOR Flash）產(chǎn)品開(kāi)始，依據新興市場(chǎng)對芯片產(chǎn)品的需求，逐步開(kāi)發(fā) NAND Flash、PSRAM（IOT RAM）存儲系列產(chǎn)品。

結語(yǔ)

總體而言，在存儲芯片產(chǎn)業(yè)遭遇重擊陷入逆境后，企業(yè)正在努力使用車(chē)載存儲芯片開(kāi)辟一條新興之路。雖道阻且長(cháng)，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)也將成為存儲軍們新的戰略重地。