当汽车成为服务器，固态存储要如何创新？

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近几年，汽车一改传统的机械属性，进入了一个由软硬件定义车辆的新时代。迈向电动化、联网化、智能化和共享化的汽车正孕育出海量的数据，这对车辆中的各类芯片，如MCU芯片、存储芯片、功率芯片、通信芯片、传感芯片等提出了新的要求，同时汽车芯片的用量和重要性也成倍提升。新时期的汽车芯片领域已然成为半导体行业下一个巨大的增量市场。其中，承载着数据存储和传输的存储芯片正成为汽车智能化发展中越来越重要的组成部分。

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存储器行业的下一个增长点：汽车

随着电动汽车的普及以及车内智能座舱系统和自动驾驶系统的飞速发展，汽车电子电气架构正由分布式向域集中式、中央集中式快速演进，这必然促使车用存储需求快速进化，以往每8年的存储创新周期已无法满足当下汽车电子的发展速度，现在平均3年不到就需要对车载存储技术和方案进行升级迭代，存储器的性能和容量也正向企业级存储器的水平快速靠拢。

如大家所知，车内的中控导航、信息娱乐、高级辅助驾驶（ADAS）、数字仪表盘、T-box、行车/事件记录仪等部件都需要存储设备的深度参与。上述搭载存储器产品的设备又可以简单归纳为三个方面：智能网联、智能座舱和智能自动驾驶。

具体到各细分市场来看：首先，随着车联网系统（T-Box/车载网关）前装搭载率的快速提高，8GB~16GB容量的存储器产品往往成为联网汽车网关类产品的第一选择；其次在智能座舱概念的普及和推广之下，中控系统由以往单一的音乐播放、空调控制等简单功能逐渐发展到集影音播放、地图导航、游戏娱乐、舱内控制（灯光、温度、空气净化）、语音识别、摄像头画面显示、AR投影等复杂功能于一体的综合人机交互平台，而对应的存储需求也从过去的8GB~16GB跃升至32GB /64GB。将来随着汽车行泊一体、舱驾合一技术的落地，智能座舱系统所需的存储容量将激增至128GB或256GB。

另外，高级驾驶辅助系统（ADAS）是当前汽车功能细分领域之中需求增长最快、最具发展潜力的子系统，也成为各个车企最为关注、投入最大的全新技术赛道。自动驾驶技术的四个核心：感知、互联、高精定位地图、AI都需要存储器技术及产品的支撑。

在L0/L1级的自动驾驶车辆中，仅要求车辆根据环境信息执行有限的操作，如ABS（制动防抱死系统）、ESP（车身电子稳定系统），常见的SD/TF存储卡就可以满足其功能需求；随着自动驾驶等级的提高，在L2/L3级的自动驾驶车辆中，要求对车辆环境感知的能力大大增强，这就需要车身周围布置众多的雷达、摄像头等传感设备，实时采集车辆周边大量且复杂的环境、路况信息，并通过车内高速通信网络传递给智能驾驶域控制器，智驾域控会通过专有算法对这些信息和数据进行分类、存储、识别、分析和决策，让车辆快速做出紧急避让、制动等操作。传输和读写性能更强、存储容量更大、响应速度更快、稳定性更高的车规级eMMC或UFS形态的存储器产品势必会在ADAS中大量运用。

未来自动驾驶等级将向L5不断渗透，在L5等级的自动驾驶过程中，数据采集、预存、反馈、匹配、科学依据和判断环节均要大量的存储容量，据评估每辆车每天至少会产生5TB~20TB以上的车辆数据，如此庞大的数据要在车内高速可靠的传输、流转和存储，这就需要ADAS系统搭载汽车专用的SSD作为数据存储模块，其中BGA SSD产品凭借其更小的封装体积、更大的存储容量、更强大的纠错能力、更快的传输协议等特性，将更容易获得Tier1厂商和主机厂的青睐，相信在不久的将来一定会迎来其发展高峰。

汽车新“四化”的浪潮正推动着汽车存储革命，汽车存储器容量将由GB级快速的迈向TB级，容量的扩增带来了巨大的市场价值潜力，这些都已然成为存储器行业步入千亿美金市场不可或缺的要素之一。据战略咨询和市场研究公司BlueWeave Consulting的研究，2021年全球汽车Memory市场（含DRAM和NAND闪存）价值34.753亿美元，预计到2028年将达到172.506亿美元，2022年-2028年的年复合增长率为23.9%。

当前，在汽车存储乃至整个存储器行业中，美光、三星、铠侠等国际一线存储大厂依旧处于垄断地位，仅美光一家，就控制着约55%的汽车内存市场份额，成为全球汽车存储领域名副其实的头号玩家。但随着汽车智能化电动化所带来的产业链重构，传统的OEM+Tier1+Tier2汽车供应链格局将有望被打破，原有的主机厂主导整车架构、Tier1厂商提供车内各功能部件的模式逐渐演变为主机厂与掌握核心关键技术/环节的Tier2（如芯片企业）厂商直接合作，依据客户当前痛点和未来发展趋势，完成整车自主一体化设计，打造一个平台+生态的供应链新模式。

而在车用存储器方面，整车厂为了在以数据为基础的智能汽车上保持优势，也越来越渴望与存储厂商，特别是国产存储厂商紧密合作。在这样的背景下，国内不乏有诸多厂商正向高端车规存储领域进阶，得一微电子就是其中的重要一员。得一微电子牢牢把握当前汽车存储的需求特点与未来车规类存储器产品的发展趋势，重点布局包括eMMC、UFS和BGA SSD在内的车规类存储器产品。强化后的车规存储解决方案阵容，为新时期智能化汽车的数据变革做着充足的准备。

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国产存储主控厂商向车规进阶

打造出一款优秀的车用存储器产品，强大的存储控制器、可靠的Flash颗粒、专用的固件算法三者缺一不可。存储控制器又可以说是车用存储器的大脑，被称为存储器中的CPU，承担着指挥、运算和协作的功能。

不同于消费类电子和工业领域的存储控制器要求，车规类存储控制器芯片在设计本身面临着更多的高阶挑战。严谨的逻辑设计仅仅只是迈出了高可靠存储控制器芯片设计的第一步，后续还要历经严苛的符合车规芯片标准的前仿真设计、FPGA验证、逻辑综合、形式验证、静态时序分析、后仿真验证、版图验证、SV验证、CP测试、FT测试等环节，这些仿真、验证、测试环节的有序设置，一方面可以保证客户功能需求与芯片设计实现建立起严格的映射关系，另一方面在芯片设计环节牢牢把控设计质量，从设计源头提升存储控制器的可靠性与稳定性。

不仅如此，在车规存储控制器的设计过程中还需要增加芯片冗余逻辑来避免数据的系统性失效，有效地进行数据实时防护和实时恢复，做到控制器系统零失效。这就要求存储控制器企业不仅具有有过硬的技术实力与技术积累，同时还要对汽车领域及存储需求有非常深入的理解。

设计出一款符合车规要求、性能强大的存储控制器正是得一微电子的强项，得一微电子从2007年便开始量产存储控制芯片，此后的十余年，得一微将存储控制芯片从手机、平板等消费电子应用，逐步拓展到工控、安防监控、汽车、能源等多个行业中。得一微电子全产品线的能力都是依靠自主研发、深入耕耘一步步建立起来的。如今得一微电子的车规类产品已在国内汽车存储领域崭露头角，同时正积极布局更高阶的车规类存储器产品。

据悉，除车规级存储控制器以外，得一微旗下SiliconGo品牌车规级eMMC系列存储器产品，具有优秀的读写性能和迅捷的响应速度，已通过AEC-Q100测试认证，达到车规级产品Grade3/Grade2的工作环境要求，能确保在-40°C至+105°C的极端场景下稳定运行。

车用存储器产品的工作场景相较于普通的消费和工业领域更加纷繁复杂，不同的技术标准、工作负载、数据类型、域控平台、使用环境就决定整车厂必须制定不同的存储解决方案。在这方面，得一微电子依托自研的存储控制器和定制化的固件算法，可以实现存储分区、全盘预烧录、内置SR-IOV、数据完整性保护、加密销毁、智能温控、超强耐久度等多种定制化解决方案，满足不同客户的全方位定制需求，打造出真正符合汽车客户需求的存储解决方案。

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把握未来汽车SSD趋势

汽车正向信息化、智能化不断演进，每一辆行驶的智能驾驶汽车都将成为移动的数据中心，承载着大量的数据计算场景。2020年，有人驾驶汽车平均每天产生1.5GB的数据量，预计到2025年，自动驾驶车辆每天将会产生3.2TB以上的数据，现有的流量成本和带宽很难支持将全部数据上传云端，此时PCIe NVMe SSD的需求会大大增加，故车用SSD也是得一微电子前瞻性布局的又一大领域。

相较于此前的车规级eMMC或UFS存储器产品，车用SSD凭借其强大的存储性能和灵活的可定制化功能，更能贴近未来智能汽车的使用场景：

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极致性能，SSD可以处理各种复杂的多媒体应用和大量的自动驾驶数据，提供更安全、更动态、更便捷的驾驶体验。

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超大容量，自动驾驶出租车领域的预期配置是4TB。未来，如果商用车自动驾驶商业化落地以后，在规模和数量上都具有非常大的增长潜力，而TB级的SSD可以满足智能汽车庞大的数据存储和传输的要求，在车载领域的应用中大有可为。

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虚拟化，车规级的数据中心SSD支持SR-IOV功能，让存储设备能够直接与虚拟机进行交互，减轻物理主机CPU负担的同时可实现接近原生存储的速度，在多个ECU之间共享单个存储资源配置。

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可预测的低延迟，面向车规级数据中心的SSD产品，基于汽车的工作负载应用进行了专项优化，能够满足严格的服务质量（QoS）要求，在可预测的随机I/O性能和各种读写工作负载下，都能够提供可预测的低延迟。可预测的低延迟是用户体验的基本需求，更是自动驾驶汽车安全性的保证。

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安全性，现代汽车系统需要有冗余度更高的安全数据存储。在汽车领域，安全性体现在长期可靠的稳定运行，部件失效后的功能安全导向，以及零缺陷设计生产的质量把控。通过在这三个维度的设计与把控，车规级的SSD能够充分保障数据存储的安全。

得一微电子布局的车用SSD系列产品，针对不同的应用发展出了不同封装形态的产品，包括BGA、M.2、U.2等。其中车规级的BGA SSD，兼顾尺寸、容量、性能、功耗、可靠性、抗冲击振动等，势必成为车用大容量存储器产品中的又一种选择。

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得一微电子在汽车存储领域的优势

结合前文我们不难看出，面对智能化汽车时代的新需求，单一而传统的存储器产品显然已无法满足当前和未来汽车行业的发展要求，存储厂商需要根据不同的需求场景，设计开发不同规格、形态、接口的车规级存储器产品。

得一微电子依托Flash颗粒的品质分析能力、车规级存储控制器自主设计能力和专用固件算法的开发能力，同时建设自主的车规级测试实验室以及验证流程，最终垂直整合出汽车存储器产品的完整解决方案，这是得一微电子在汽车存储领域中的一大优势。

而另一大优势则是得一微电子对汽车存储器产品质量管理的把握。众所周知，汽车供应链需要更加严格的质量把控标准和相对更长的产品供货周期，得一微电子从一开始就将设计质量和生产过程质量纳入到产品质量管控中，建立了一套全面的质量管理体系。针对车规存储器控制芯片，其包含专有的芯片ID，存储在OTP区域，可追溯原始的晶圆批次。在车规级存储器产品的生产过程中，从wafer选型，DVT成品验证，PVT批量生产验证，MP批量监控到最终产品的实现，都进行了层层把关。从而使得车规产品能够历经高低温老化、高温存储、数据读干扰测试、温度循环、耐久力测试等可靠性测试，长期稳定的保障汽车客户的质量要求。

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结语

在汽车行业经历了去年的缺芯危机之后，国内各大车厂将车规产品的可供应性置于非常重要的地位。在存储控制器和固件算法方面，得一微电子基于自身强大的芯片自研能力和雄厚的技术积累，拥有完全自主知识产权的存储器及固件算法。在闪存颗粒资源方面，得一微与各大国际Flash原厂均保持着良好互动与合作，其中得一微电子更是长江存储Xtacking生态首批合作伙伴。

身处汽车百年难遇的变革之际，加之汽车缺芯、交货周期持续拉长等因素导致国产芯片替代的进程加快，得一微电子紧紧抓住这波汽车变革所带来的存储新机会，勇于向车规高端闪存领域迈进。通过整合闪存颗粒和内部自研的控制器芯片、固件技术，经过严苛的车规安全认证，形成以存储控制器为核心的创新垂直整合能力，在汽车闪存这个领域势必有一番作为，同时也为全球汽车闪存事业的发展贡献出自己的一份力量。