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聚焦車(chē)載存儲(chǔ),特斯拉在華海量數(shù)據(jù)何去何從?

原創(chuàng)
2021/09/28
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新一代汽車(chē)正面臨電動(dòng)化、智能化和共享化“三化”趨勢(shì),從中產(chǎn)生的各種新興應(yīng)用,如L3及以上級(jí)自動(dòng)駕駛的高精度地圖、數(shù)據(jù)、算法需要大容量存儲(chǔ)來(lái)支持。

?智能駕駛帶動(dòng)車(chē)載數(shù)據(jù)暴漲,不同駕駛級(jí)別對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)容量?

隨著特斯拉帶動(dòng)自動(dòng)駕駛成為風(fēng)口,越來(lái)越多新玩家涌入汽車(chē)領(lǐng)域,以百度、華為、阿里、小米為首的高科技公司,以超星未來(lái)、奧特貝睿、宏景智駕等為代表專(zhuān)注于私家車(chē)高階自動(dòng)駕駛研發(fā)的新型Tier1,以小馬智行、文遠(yuǎn)知行、AutoX、贏徹科技、主線(xiàn)科技等引領(lǐng)的L4自動(dòng)駕駛車(chē)隊(duì),還有純電動(dòng)車(chē)起家的蔚來(lái)、小鵬、理想等造車(chē)新勢(shì)力紛紛入局。目前正處在L3落地的關(guān)鍵時(shí)期,在自動(dòng)駕駛普及的趨勢(shì)下,上汽、小鵬、奧迪等各龍頭廠(chǎng)商也相繼推出具備L3級(jí)自動(dòng)駕駛功能的車(chē)型。

研究機(jī)構(gòu)Counterpoint預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)到2025年,全球約30%的銷(xiāo)售汽車(chē)將支持2級(jí)或以上的自動(dòng)化。擁有多個(gè)傳感器的先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)儼然已成為自動(dòng)駕駛車(chē)輛的基礎(chǔ)。

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車(chē)載系統(tǒng)的存儲(chǔ)需求,資料來(lái)源:cnet

據(jù)了解,占據(jù)車(chē)輛車(chē)載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最大份額的是各類(lèi)傳感器的數(shù)據(jù),傳感器數(shù)據(jù)主要來(lái)自ADAS系統(tǒng)和V2X功能。其中包括:GPS接收器、激光雷達(dá)、超聲波傳感器毫米波雷達(dá)、高清攝像頭等。以汽車(chē)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS為例,由于需要大容量存儲(chǔ)和高效運(yùn)算支撐系統(tǒng)的快速反映,特別是高清的圖像傳輸,對(duì)于存儲(chǔ)產(chǎn)品的容量、性能、可靠性也提出了越來(lái)越高的需求。

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自動(dòng)駕駛等級(jí)提升將拉動(dòng)車(chē)載存儲(chǔ)帶寬及容量需求,來(lái)源:Micron

根據(jù)SemicoResearch的數(shù)據(jù),對(duì)L1和L2級(jí)而言,對(duì)于存儲(chǔ)容量的需求差別不大,一般配置8GBDRAM和8GBNAND,而L3及以上級(jí)自動(dòng)駕駛的高精度地圖、數(shù)據(jù)、算法都需要大容量存儲(chǔ)來(lái)支持,一臺(tái)L3級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)將需要16GBDRAM和256GBNAND,一臺(tái)L5級(jí)的全自動(dòng)駕駛汽車(chē)估計(jì)需要74GBDRAM和1TBNAND。根據(jù)美光科技及中國(guó)閃存預(yù)計(jì),L2/L3級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)對(duì)內(nèi)存帶寬要求約為100GB/s,對(duì)DRAM和NANDFLASH的平均容量需求約為8GB和25GB。

?車(chē)載存儲(chǔ)芯片玩家有哪些?

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存儲(chǔ)芯片在汽車(chē)中的應(yīng)用場(chǎng)景分布,來(lái)源:Micron

車(chē)載數(shù)據(jù)量的幾何式爆發(fā)也為存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的機(jī)會(huì)。據(jù)了解,目前存儲(chǔ)芯片占汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模比例約8%。

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2019年汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模分布情況,資料來(lái)源:搜狐汽車(chē)研究室

隨著車(chē)載存儲(chǔ)比例越來(lái)越高,預(yù)計(jì)到2025年存儲(chǔ)芯片占汽車(chē)半導(dǎo)體的比例將提升至第五位,為12%。受益于包括新能源汽車(chē)在內(nèi)的驅(qū)動(dòng),汽車(chē)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模2025年或達(dá)83億美元。根據(jù)搜狐汽車(chē)研究室預(yù)測(cè),受益于新能源汽車(chē)、5G及物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等賦能,全球汽車(chē)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模將從2016年的22億美元增至2025年的83億美元,2016-2025年CAGR為15.90%。

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2016-2025年全球汽車(chē)年存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè),資料來(lái)源:搜狐汽車(chē)研究室

汽車(chē)存儲(chǔ)領(lǐng)域,目前主要玩家有三星、海力士、美光、微芯等海外存儲(chǔ)領(lǐng)先廠(chǎng)商,我國(guó)企業(yè)兆易創(chuàng)新、宏旺半導(dǎo)體、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)和北京君正(ISSI)亦有布局。

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車(chē)載存儲(chǔ)市場(chǎng)份額分布,來(lái)源:IHS(2020)

在車(chē)載領(lǐng)域,存儲(chǔ)產(chǎn)品不具生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn),而且對(duì)成本敏感性較低,因此競(jìng)爭(zhēng)格局有所不同,三大行業(yè)龍頭中僅美光有所投入,因此美光近年來(lái)均位居車(chē)載易失性存儲(chǔ)領(lǐng)域第一名,市場(chǎng)份額超過(guò)40%,北京矽成位居行業(yè)第二名,市場(chǎng)份額約為15%,南亞科技、三星電子SK海力士、賽普拉斯等位居其后。盡管當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)模尚小,各大巨頭正紛紛發(fā)力汽車(chē)存儲(chǔ)領(lǐng)域提前布局。三星、海力士、鎂光全球存儲(chǔ)三巨頭引領(lǐng)存儲(chǔ)芯片技術(shù)的發(fā)展潮流,同時(shí)在汽車(chē)ADAS、信息娛樂(lè)系統(tǒng)中提供多種行業(yè)解決方案,從NAND、eMMC到容量更大、讀寫(xiě)更快的UFD、PCLeSSD,緊跟自動(dòng)駕駛和車(chē)聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的大數(shù)據(jù)量、大帶寬吞吐需求。

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汽車(chē)存儲(chǔ)芯片龍頭企業(yè)與國(guó)內(nèi)主要參與者,資料來(lái)源:中國(guó)市場(chǎng)學(xué)會(huì)(汽車(chē))

雖然車(chē)載DRAM僅占整體DRAM市場(chǎng)的2%,但在自動(dòng)駕駛、車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)等應(yīng)用的推動(dòng)下,未來(lái)車(chē)載存儲(chǔ)行業(yè)增速保持較快增長(zhǎng)。根據(jù)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Trendforce的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2021年每輛車(chē)的DRAM用量約為4GB,隨著電動(dòng)汽車(chē)的逐漸普及,自動(dòng)駕駛的滲透率提升,每輛汽車(chē)搭載的DRAM量將會(huì)增加,未來(lái)三年車(chē)載DRAM用量CAGR增速將超過(guò)30%。以特斯拉為例,ModelS/X使用了8GB的DRAM,而Model3則上升至14GB,預(yù)計(jì)下一代車(chē)型搭載的DRAM還將繼續(xù)上升。由此可見(jiàn),未來(lái)車(chē)載DRAM有充足的增長(zhǎng)空間。

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不同類(lèi)型汽車(chē)存儲(chǔ)IC對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模情況,資料來(lái)源:IHS

2020年汽車(chē)平均DRAM用量為2.86GB,預(yù)計(jì)至2023年平均DRAM用量將增長(zhǎng)至6.97GB。例如,特斯拉已配備8顆LPDDR4運(yùn)行內(nèi)存顆粒,隨著升級(jí)換代將進(jìn)一步增加內(nèi)存容量。汽車(chē)DRAM芯片市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。

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特斯拉Autopilot硬件3.0,資料來(lái)源:Tesla

?車(chē)載存儲(chǔ)的門(mén)檻有多高?

為何車(chē)載存儲(chǔ)的玩家這么少?因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E8%BD%A6%E8%A7%84%E7%BA%A7%E8%8A%AF%E7%89%87/">車(chē)規(guī)級(jí)芯片相對(duì)消費(fèi)級(jí)壁壘更高。從技術(shù)和產(chǎn)品性能的要求上,車(chē)規(guī)級(jí)和工業(yè)級(jí)芯片對(duì)產(chǎn)品的可靠性、一致性、外部環(huán)境兼容性等方面的要求均比消費(fèi)級(jí)芯片更為嚴(yán)格。進(jìn)入汽車(chē)供應(yīng)鏈Tire1、Tire2車(chē)廠(chǎng)前要求通過(guò)AECQ100、TS16949認(rèn)證,存儲(chǔ)使用壽命要求達(dá)到5年或10年,汽車(chē)環(huán)境往往溫差在100℃以上,同時(shí)還要具有防震、抗摔等特性。具體而言,消費(fèi)級(jí)一般為0~70攝氏度、車(chē)規(guī)級(jí)一般為-40~125攝氏度);使用壽命方面,汽車(chē)的使用年限,消費(fèi)級(jí)一般為1-3年,車(chē)規(guī)級(jí)則可能達(dá)到7-15年或以上;車(chē)規(guī)級(jí)芯片對(duì)振動(dòng)、沖擊、EMC電磁兼容性能等也有著更高要求。

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車(chē)規(guī)級(jí)芯片要求更高,資料來(lái)源:公司公告

此外,汽車(chē)芯片認(rèn)證周期長(zhǎng)。在汽車(chē)電子領(lǐng)域,可靠性關(guān)乎市場(chǎng)存亡,且相較消費(fèi)電子有更為嚴(yán)苛的溫寬要求,認(rèn)證壁壘極高,一般一款芯片需要至少一年半的認(rèn)證周期后,方可進(jìn)入整車(chē)廠(chǎng)供應(yīng)鏈。

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汽車(chē)芯片認(rèn)證周期,資料來(lái)源:ICShare

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車(chē)載存儲(chǔ)更加注重性能、品質(zhì)和可靠性,資料來(lái)源:研訊社

?車(chē)載存儲(chǔ)技術(shù)趨勢(shì),容量和速度哪個(gè)更重要?

據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)顯示,至2024年,車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)仍然是車(chē)用DRAM消耗的主要應(yīng)用領(lǐng)域,DRAM會(huì)從DDR32/4GB向LPDDR48GB靠攏。展望未來(lái),車(chē)互連與通訊和車(chē)聯(lián)網(wǎng)的必要性上升,隨著頻寬越來(lái)越重要,DRAM規(guī)格也將由以往的LPDDR2逐步導(dǎo)入LPDDR4/5。

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ElonMusk展示的ModelS圖片

以車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)為例,以往通常以音視頻播放等需求為主,而隨自動(dòng)駕駛等功能強(qiáng)化,未來(lái)可能會(huì)誕生游戲等娛樂(lè)需求,如特斯拉創(chuàng)始人ElonMusk展示了ModelS搭載3A游戲的照片,未來(lái)隨各類(lèi)運(yùn)算需求的拓展,隨之而來(lái)的是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用量的提升。從車(chē)載存儲(chǔ)的技術(shù)來(lái)看,以往車(chē)載Flash存儲(chǔ)器多為eMMC,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用量提升后,性能更好的UFS存儲(chǔ)有望逐漸滲透。

此外,隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升,DRAM有望從DDR3向LPDDR4,再向LPDDR5甚至GDDR6演進(jìn)。LPDDR5的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)速度提高50%,能效提高20%,能夠滿(mǎn)足數(shù)據(jù)密集型需求,使得車(chē)輛具備近乎實(shí)時(shí)的邊緣處理能力。

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汽車(chē)Nand存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),資料來(lái)源:Kioxia

隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的提高,將對(duì)存儲(chǔ)的帶寬和容量提出更高的要求,汽車(chē)存儲(chǔ)芯片的價(jià)值量會(huì)隨之提升。對(duì)于L3ADAS,選擇LPDDR5將大大簡(jiǎn)化系統(tǒng),需要9個(gè)DRAM即可提供224GB/s的帶寬。而對(duì)于L4ADAS,帶寬要求上升到300GB/s。在此級(jí)別,以6.4Gb/s的速度運(yùn)行的LPDDR5接口將需要12個(gè)DRAM,可能會(huì)造成SoC布局出現(xiàn)問(wèn)題,需要GDDR6進(jìn)行設(shè)計(jì)。5個(gè)GDDR6DRAM以16Gb/S的速度運(yùn)行,可提供超過(guò)300GB/s的帶寬,8個(gè)GDRR6DRAM設(shè)備即可輕松滿(mǎn)足L5ADAS所需的500GB/s的速度。

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當(dāng)代車(chē)對(duì)存儲(chǔ)的需求,資料來(lái)源:SKHynix

?政策落地,特斯拉在華數(shù)據(jù)何去何從?

每天產(chǎn)生如此海量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)究竟去哪了?也難怪部分消費(fèi)者會(huì)對(duì)特斯拉產(chǎn)生疑慮,因?yàn)橐酝厮估罅康臄?shù)據(jù)都是上傳到云端服務(wù)器,本地并未保存。

自動(dòng)駕駛的落地和普及,使數(shù)據(jù)的安全性和可靠性將成為相關(guān)法規(guī)及保險(xiǎn)責(zé)任考量的關(guān)鍵因素,數(shù)據(jù)的可靠性及安全性凸顯;為適應(yīng)自動(dòng)駕駛的需求,雷達(dá)和攝像頭部署在車(chē)上,行車(chē)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成為必須;為防止數(shù)據(jù)丟失,高性能、大帶寬的存儲(chǔ)成為行業(yè)訴求;而隨著電子電氣架構(gòu)向域及中央控制單元轉(zhuǎn)變,應(yīng)用的融合對(duì)存儲(chǔ)的要求也變得復(fù)雜,不再是單一的讀或?qū)?。?dāng)大數(shù)據(jù)將變成未來(lái)交通的重要的驅(qū)動(dòng)力,這樣的變化對(duì)車(chē)內(nèi)及邊和云的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提出了更高的要求,也給存儲(chǔ)領(lǐng)域提出了巨大的挑戰(zhàn)。

2021年4月22日,中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)針對(duì)“特斯拉車(chē)主車(chē)頂維權(quán)”一事表示,數(shù)據(jù)的公開(kāi)是能夠完整地還原事實(shí)的真相。同時(shí),中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)稱(chēng),即便特斯拉及時(shí)提供了相關(guān)數(shù)據(jù),如何證明所提供數(shù)據(jù)沒(méi)有被企業(yè)刪除或者篡改將是未來(lái)車(chē)企不可回避的一道難題,此外,中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)還表示,在發(fā)生事故后,車(chē)企應(yīng)及時(shí)向有關(guān)部門(mén)提交涉及事故的完整數(shù)據(jù),通過(guò)專(zhuān)業(yè)的方式進(jìn)行檢測(cè)認(rèn)定,采取務(wù)實(shí)的舉措解決消費(fèi)者的合理維權(quán)訴求。未來(lái)將針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)涉及的不同數(shù)據(jù)類(lèi)型,進(jìn)一步完善智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的數(shù)據(jù)監(jiān)管體系。

幾乎在同一時(shí)間,特斯拉公布事發(fā)前1分鐘行車(chē)數(shù)據(jù),廣大消費(fèi)者和汽車(chē)行業(yè)從業(yè)人員圍繞這組數(shù)據(jù)展開(kāi)了大討論。不少業(yè)內(nèi)人士表示,2021年4月7日,工業(yè)和信息化部發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南(試行)》(征求意見(jiàn)稿)就非常及時(shí)。《指南》要求“在我國(guó)境內(nèi)運(yùn)營(yíng)中收集和產(chǎn)生的個(gè)人信息和重要數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)按照有關(guān)規(guī)定在境內(nèi)存儲(chǔ)。因業(yè)務(wù)需要,確需向境外提供的,應(yīng)向行業(yè)主管部門(mén)報(bào)備”。發(fā)生事故后車(chē)企及時(shí)向有關(guān)部門(mén)提交相關(guān)數(shù)據(jù),這應(yīng)該只是一個(gè)過(guò)渡階段的措施,未來(lái)的智能汽車(chē)重要數(shù)據(jù)可能需要定期上傳到由相關(guān)部門(mén)監(jiān)管的數(shù)據(jù)中心,而不是等到出了事故后再提交。

在剛剛舉行的2021年世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì),馬斯克視頻連線(xiàn)表示,自動(dòng)駕駛將完全可以通過(guò)神經(jīng)視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。特斯拉已經(jīng)在中國(guó)建立數(shù)據(jù)中心,所有數(shù)據(jù)都會(huì)儲(chǔ)存在中國(guó),只有少量訂單數(shù)據(jù)在獲得批準(zhǔn)后才會(huì)出境,未來(lái)特斯拉將會(huì)在中國(guó)持續(xù)進(jìn)行投資。

對(duì)于智能網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)的數(shù)據(jù)安全,馬斯克表示,數(shù)據(jù)安全是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)成功的關(guān)鍵,特斯拉樂(lè)于看到相關(guān)法律的出臺(tái)。特斯拉已經(jīng)在中國(guó)建立起數(shù)據(jù)中心,用來(lái)儲(chǔ)存中國(guó)業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù),包括生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)和充電數(shù)據(jù)等。所有個(gè)人信息均儲(chǔ)存在中國(guó),只要當(dāng)客戶(hù)從海外訂購(gòu)備件時(shí),個(gè)人數(shù)據(jù)才會(huì)被傳輸?shù)胶M狻?/p>

實(shí)際上,相比特斯拉,更多的汽車(chē)制造商更喜歡將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地,因?yàn)槠?chē)生成的數(shù)據(jù)量相對(duì)較少。但隨著向L4-L5自動(dòng)化演進(jìn),云計(jì)算邊緣計(jì)算戰(zhàn)略的結(jié)合可能將占上風(fēng)。大數(shù)據(jù)集高速實(shí)時(shí)處理要求高帶寬成本安全和隱私問(wèn)題向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的成本將成為決定數(shù)據(jù)傳輸方式和內(nèi)容的決定性因素。例如,對(duì)于車(chē)企來(lái)說(shuō),一天將L4-L5級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说某杀究赡芨哌_(dá)數(shù)千美元。對(duì)于整個(gè)車(chē)隊(duì)來(lái)說(shuō),這不太可能是可行的解決方案,這為車(chē)載存儲(chǔ)創(chuàng)造了巨大的機(jī)會(huì)。

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