【芯智雲城】Nanya车规DRAM存储解决方案

一、车规级芯片的特点:

汽车电子零部件的关键因素是以下两点:

1、可靠性(Reliability):要求部件必须能够承受日常使用的严酷和极端的温度、湿度、机械振动、冲击及车辆的复杂电气和电磁环境。

AEC-Q100对汽车零件工作温度等级定义如下:

  • 0等级:环境工作温度范围-40℃-150℃
  • 1等级:环境工作温度范围-40℃-125℃
  • 2等级:环境工作温度范围-40℃-105℃
  • 3等级:环境工作温度范围-40℃-85℃

2、长寿命(Longevity):消费者希望他们的汽车比手机等其他电子设备使用寿命更长,一般在10年或更长,实际的设计寿命超过15年。

为了确保从电子元器件到零部件再到整车的可靠性,汽车行业制定了严格的零部件制造和测试质量标准,也就是我们常说的IATF16949、AEC-Q及ISO16750等相关标准。

二、车规DRAM市场:

车用DRAM主要分为四大领域,包含车载信息娱乐系统(Infotainment)、先进驾驶辅助系统(ADAS)、车载信息系统(Telematics)和数字仪表盘(D-cluster)。统计数据显示,2020年汽车平均DRAM用量为2.86GB,2023年的DRAM平均用量预计将增长至6.97GB。根据权威市场调研机构Gartner的预测,2024年汽车内存的市场规模将在2020年24亿美元的基础上翻番,成长至的63亿美元。

目前车载信息娱乐系统仍然是车用DRAM的主要应用领域,至2024年,车载信息娱乐系统仍是车用DRAM消耗的主要领域,DRAM会从DDR3 2/4GB向LPDDR4 8GB升级。在车车互连与通讯(V2V)和车联网(V2X)车载信息系统中,目前使用的DRAM规格将由以往的LPDDR2逐步转向LPDDR4/LPDDR5升级。在最前沿的ADAS,随着自动驾驶等级的提升,将会带动DRAM从DDR3向LPDDR4/4X,再向LPDDR5、甚至GDDR6/HBM演进。

自动驾驶汽车是基于最先进的电子技术,需要用到大量的传感器采集数据,包括激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达与摄像头,并结合相关的人工智能来计算和处理,才能让车辆看到”周围的环境并实现自动驾驶功能。有运算的地方就需要用到内存,自动驾驶汽车每秒需进行高达数百万亿次的计算,因此预计一辆车平均每天会产生20TB的数据,需要用到大量的DRAM内存。

智能座舱、自动驾驶等应用导致汽车程序、数据量激增,DRAM和NAND等高性能的存储器件成为重点需求。预计未来三年车载DRAM用量将以超过30%的复合增速持续上涨。根据SemicoResearch对L1、L2级自动驾驶的分析,每车存储容量差别不大,一般配置8GB DRAM,但是L3、L4级别的自动驾驶的高精度地图、数据、算法都需要大容量存储来支持,一辆L3级的自动驾驶汽车将需要16GB DRAM,一辆L5级别的全自动驾驶汽车预计需要74GB的DRAM内存。

以目前自驾程度最高的特斯拉(Tesla)为例,从TeslaModelS/X起,由于同时采用NVIDIA的车用CPU及GPU解决方案,DRAM规格导入当时频宽最高的GDDR5,全车系搭载8GB DRAM;而Model3更进一步导入14GB,下一代车款更将直上20GB。

三、Nanya车规DRAM存储方案:

目前车用存储器市场,产品线的维持以及耐用度的要求远较一般商规产品高,主因是汽车使用年限动辄10年起跳,故需保证车用存储器产品生命周期至少7~10年,作为后续后勤维修的考量。

图1:Nanya车规/工规 DRAM产品线

当前全球汽车DRAM市场,Micron、ISSI、Samsung、Nanya等厂商排名靠前。其中南亚科技(Nanya)车规等级产品线通过符合AECQ-Q100及IATF16949的双重认证,可以提供512Mb ~ 8Gb容量的车用及工规等级DRAM颗粒、低功率DRAM颗粒产品,以及宽温MCP产品。

图2:Nanya车规 DDR2产品线

图3:Nanya车规 DDR3(L)产品线

图4:Nanya车规LPDDR2产品线

图5:Nanya车规LPDDR4产品线

图6:Nanya车规LPDDR4X产品线

Nanya的车规DRAM芯片主要应用于车用ADAS、车载娱乐系统、仪表板等领域,终端客户涵盖于日本、欧洲的Tier 1~2厂商,也有部分车后维修客户。

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