刘洪 PSD功率系统设计 PSD功率系统设计《功率系统设计》为功率、汽车、能源、交通等提供相关技术；电子杂志涵盖国内外领先技术、应用案例和产品信息。 提供文章、新闻翻译和软文撰写，欢迎厂商联系。 导 读 三天前，媒体称一起美国企业＂战胜＂美国官方的例子，将使美国妥协放宽芯片限制，长江储存以及中芯国际不再受到限制。果真如此？ 美国时间12月15日早上8点45分，美国《联邦公报》官网发布了美国商务部对＂实体清单＂增补和修订以及从未经核实的清单（UVL）中删除相应名单的情况。 根据该文件显示，美国商务部计划于12月19日正式将包括长江存储、寒武纪、上海微电子等35家中企列入实体清单，另有1家日本实体（中企日本子公司）也在当中。 前几天，野村、摩根大通等外资券商示警：存储器产业明年上半年更加黯淡，价格将出现超过50%跳水式暴跌。虽然存储器厂与聚道商在积极去库存，但成效要到2023年首季才会逐步显现。 几乎同时，国内长江存储爆出量产232层3D TLC NAND闪存，已领先于三星、美光、SK海力士等同类厂商，有望在2030年成为这个细分市场的新领导者。就在半年前，美光宣布开始量产全球首款同款闪存，采用领先行业的创新技术，为存储解决方案带来了前所未有的性能。 简单科普一下，TLC（Trinary-Level Cell，三级单元格）即每个单元存储三比特数据（3-bit-per-cell），比MLC多1/2数据。虽然TLC闪存所需的访问时间更长，传输速度也较慢，但其最大优势是价格便宜、容量更大，每百万字节生产成本最低。 在电气化、智能座舱和ADAS（高级驾驶辅助系统）推动下，汽车已成为增长最快的存储器市场，2021至2027年间的复合年增长率将为20%。这是Yole Intelligence最新的《汽车存储器2022》报告给出的预测。 ▋汽车为存储器制造商提供了巨大商机 2021年，独立存储器价值1670亿美元，占整个半导体市场的28%。相比之下，2021汽车存储器市场价值43亿美元，占全球存储器市场收入的2.6%，占汽车半导体市场的10%。这些数字有点意味深长。 Yole Intelligence高级技术和市场分析师Thibault Grossi指出：＂汽车市场确实为存储器制造商提供了一个强大的商机。我们预测存储器的收入将增长3倍。到2027年，它将占汽车半导体市场的17%，复合年增长率为20%，超过全球存储器市场8%的复合年增长，也超过汽车半导体市场10%的复合年增长率。＂ 目前，按收入计算，整个汽车存储器市场由美光（Micron）主导，其市场份额约为45%，其次是三星占13%。英飞凌、Kioxia、SK海力士和ISSI的市场份额均低于7%. 2021-2027年汽车存储器市场 ▋车内用了哪些存储器？ 座舱和ADAS和AD（自动驾驶）将占汽车存储器收入的90%以上。Yole Intelligence存储高级技术和市场分析师Simone Bertolazzi博士说：＂在全球存储器市场，NAND和DRAM占2021总收入的96%左右，而NOR闪存仅占2%多一点（约35亿美元）。＂NAND和DRAM也占据了汽车存储器市场的主导地位，合计80%（DRAM为41%，NAND为39%）。NOR闪存在汽车领域占有更大的份额，市场份额为15%（约66亿美元）。 目前，带有信息娱乐主单元、仪表盘和连接的座舱是主要存储器用户。为了重现＂智能手机般＂的用户体验，座舱存储器内容也遵循同样的存储器发展趋势。NOR闪存仍在使用，但管理NAND和DRAM占据了大部分收入。 ADAS和AD是车内第二大存储器用户，2021收入占24%。使用的存储器主要是DRAM和高密度NOR闪存，还有用于智能传感器的SLC（单层单元闪存）NAND，是为增长最快的存储器应用领域。 其他领域（动力总成、底盘和安全性、车身和舒适性）估计约占需求的5%。这些领域的限制最多，主要使用EEPROM和NOR闪存等强大的存储技术。 到2027年，座舱预计仍将是主要应用领域的存储器消费者，但ADAS和AD的收入份额将增至36%。技术方面，DRAM和NAND预计将占汽车存储器收入的近90%。 2021-2027年汽车存储器收入 ▋哪些存储技术受青睐？ 汽车的智能功能需要更快的接口和更大的密度。近年来，汽车市场在质量、资质、可靠性、功能安全性和供应寿命等方面有着特殊的要求，需要市场参与者付出额外的努力和奉献。 长期以来，普遍采用的存储器技术仅限于EEPROM和NOR闪存等鲁棒性解决方案。随着数字座舱、ADAS智能传感器和自动驾驶功能的普及，这方面有所变化。 从带有主信息娱乐单元的模拟仪表板开始，车辆已在采用完全集中的数字座舱电子设备。例如，DRAM已经从DDR2和DDR3L发展到LPDDR4（x），在某些情况下甚至是GDDRx。相关数据存储需求的增加导致采用更大、更快的管理型NAND解决方案。从eMMC开始，越来越多的最豪华车辆中采用了UFS和PCIe固态硬盘（SSD）。 ADAS功能正推进智能传感器的普及，如前置摄像头、成像雷达甚至激光雷达。这将需要高密度NOR闪存（SPI到xSPI）和DRAM（DDR3L或LPDDR4），具体取决于所使用的应用处理单元。 中央处理和AI功能是自动驾驶的必需，后者更需要高带宽DRAM。尽管大多数设计使用LPDDR4（x）或DDR4，但其中一些设计使用GDDRx，可能未来会使用HBM。自动驾驶需要存储大量代码和数据，因此必须采用eMMC或UFS设备。未来自动驾驶汽车的事件数据记录器（黑匣子）预计需要非常高速和大密度，这可能会采用PCIe SSD。 当前和未来车辆的存储器配置 总之，在电气化、智能座舱和ADAS的推动下，汽车是增长最快的存储器市场，2027年达到120亿美元。 从存储器使用情况看，按应用领域划分DRAM、NAND和NOR主要用于ADAS和AD、数字化座舱，其他还有动力总成、底盘和安全性、车身和舒适性。按存储器功能分，主要是代码存储、工作存储、数据存储等。其中储器技术包括：DRAM（DDRx、LPDDRx、GDDRx、HBM）、NAND闪存（NVMe PCIe、UFS、eMMC、SD、并行和串行SLC NAND）和NOR闪存（（Q）SPI、xSPI和并行）。 ▋唯一确定的是不确定性 最后看看整个存储市场的情况。在过去几年中，NAND市场经历了许多挑战，其中包括晶圆厂停电、中美贸易紧张局势升级以及全球疫情。此外，还有广泛的供应链问题、市场新进入者、整合和化学污染影响了两个最大的NAND供应商的晶圆生产。这些事件强化了存储器的不确定性。 不过，回顾历史，当2018年存储器市场收入超过1600亿美元时，人们相信这个以动荡著称的市场已进入一个新时代。然而，2019年，由于DRAM和NAND的价格都下降了近50%，收入下降了30%以上；随着2020年疫情卷全球，DRAM市场似乎肯定会灾难性下滑……但事实并非如此，DRAM和NAND市场2020年分别增长了28%和6%，再次证明了其动荡多变性。事实证明，2021是DRAM市场又一个增长年，收入激增超过40%，达到940亿美元，几乎创历史新高。 长期前景，NAND市场好坏参半。新兴趋势正在推动数据生成和本地、边缘和云存储需求的巨大增长，但具有挑战性的竞争动态可能会给NAND定价带来压力，并阻碍供应商的盈利能力。汽车自动驾驶、智能座舱，以及AI和VR、物联网等细分市场将继续推动NAND的大量消费。 供应链方面，三星正在扩大其庞大的Pyeongtaek制造基地，并在中国西安扩大了产能；Kioxia也在扩张，并谋求与西部数据合作；SK海力士最近收购了英特尔的NAND/SSD业务（Solidigm）。美光仍然是3D技术的领导者，而长江存储正在崛起，有可能会打破格局。 随着全球疫情影响缓解，2022年有望成为DRAM的又一个突破年，计算正在推动全球经济，DRAM是其瓶颈。长期DRAM需求将随着计算需求的增长而增长，在可预见的未来，计算很可能会继续迅猛增长。未来五年，数据中心对DRAM的需求预计将以30%以上的复合速度增长，这将使同期DRAM的总体需求每年增长20%以上。 近十年前，DRAM市场已整合为三大市场。从那时起，该行业一直保持盈利，资本密集度在增加，DRAM供应商赚取的利润不断投资于技术开发。和许多其他半导体一样，中国将DRAM作为自给自足的目标。在发展道路上，虽然有很多外来阻力，但中国的目标很明确，正在全力实现高端半导体产业链的国产化，中国不止有一个长江存储，未来会有更多的中国芯片企业走向国际舞台，与国际大厂好好较量一番。