车规级存储江湖,UFS能否主沉浮?

来源: 芯闻路1号 作者:北极星蜥蜴姐 2022-12-09 00:00:00

  近日,中汽协发布的数据显示, 2022年10月,新能源汽车产销分别完成76.2万辆和71.4万辆,同比分别增长87.6%和81.7%,市场占有率达到28.5%,继续保持产销两旺态势。随着国家“双碳”目标的提出,汽车产业作为国家“双碳”战略实施的重要领域,向新能源转型已成为必然趋势。在此种趋势之下,汽车的电气化与智能化成为了行业发展的新风口,助推了汽车存储市场的蓬勃发展。

新需求持续催生存储新要求

  据战略咨询和市场研究公司BlueWeave Consulting的数据,2021年全球汽车存储市场(含DRAM和NAND闪存)价值为34.753亿美元,预计2028年将达到172.506亿美元,2022年-2028年的年复合增长率为23.9%。

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  由于广阔的市场前景,汽车存储的未来发展趋势也逐渐由GB级走向TB级别。更大的容量,更高的客户要求,这对车规级存储而言,既是机遇,也是挑战。而要了解汽车存储,首先我们得了解车规级标准。

  谈及车规级认证,大家都对AEC-Q100较为熟悉,但实际上,厂商进入AEC-Q100只意味着到达第一个关卡,此后还需要经过ASPICE、QS9000/TS16949以及后续的其他一系列车规测试。其复杂性和高昂成本使得认证流程一旦开启,就无法轻易停止。而车规级产品认证流程也十分之长——一款产品大概需要2年左右才能完成车规级认证,在进入车企供应链后一般要求长达5-10年的供货周期,确保汽车供应链的稳定。此外,车规级产品工作环境更为恶劣,与消费产品和一般工业产品相比,车规级产品的工作环境温度范围在零下40至零上105摄氏度,需抵抗高振动、多粉尘、多电磁干扰。这就导致车规级存储比消费类存储的可靠性要求更高。

  在具体应用方面,汽车存储主要应用于汽车ADAS、信息娱乐系统以及其他部分。就ADAS系统来说,从特定的传感器采集并存储实时数据对于保证汽车运行安全具有十分重大的意义。自动驾驶等级提升对数据的采集分析需求呈爆发式增长。数据显示,自动驾驶等级每增加一级,所需芯片算力就会呈现数以十倍的跳跃式增长,L2级自动驾驶的算力仅要求2-2.5TOPS(Tera Operations Per Second),但是L3级自动驾驶算力就需要达到20-30TOPS,到L4级需要200TOPS以上,L5级别算力需求则超过2000TOPS。算力的不断提升,对存储器的要求也将进一步提高。

  此外,汽车逐渐向智能化发展,消费者对车内电子控制与信息娱乐需求的进一步释放,让车企对车内仪表、屏幕、地图等数据存储需求也在与日俱增。

eMMC和UFS角逐,谁与争锋

  随着车辆运行过程中必须处理和存储的数据量不断增加,具有高可靠性和对温度高耐受性的NAND Flash被大规模地应用于汽车存储中。目前车载市场的NAND Flash主要有eMMC和UFS。eMMC和UFS两者面向的市场有所区别,不同的汽车场景对于性能的要求也不同。例如中控的技术迭代较快,会率先使用UFS,在汽车其他子系统则以eMMC居多。

  eMMC形式的NAND Flash是第一个在汽车应用中被广泛采用的固态存储类型,主要用于存储与导航和信息娱乐应用有关的数据,包括卫星广播、3D地图、交通监控和天气信息。车规级eMMC在对抗高低温变化、环境耐受、静电及电磁干扰等严苛环境表现优秀。其高可靠性和长使用寿命的特性,确保存储设备即使在复杂环境下也能全天候长期工作。

  但正如业内常言,摩尔定律已逼近极限,不同产品在特定时期特定环境下能发挥的空间也较为有限,现如今eMMC占有率仍旧领跑全球市场,但其产品性能已经达到了上限。此时UFS则成为了eMMC进阶的存储迭代品。

  eMMC 和 UFS 都是面向移动端 NAND Flash 的标准,区别在于二者的接口技术大相径庭。eMMC 采用的是并行接口,随着设备对接口的带宽要求越来越高,想把并行接口速率提高越来越难,成本也越来越高,而UFS采用的是串行接口,结合带宽、功率、成本等各方面综合考虑,可以简单理解为并行接口虽然较宽,传输速率却十分低,而用一个串行接口能带来非常高的速率传输,则更为划算和方便。从物理层面,UFS从诞生之初就意味着更高带宽和响应速度,更好的电源效率,以及更高的读写性能。

  在应用层面,UFS早已广泛适用于高端旗舰智能手机、平板电脑、AR/VR等智能终端领域。在汽车领域,UFS的表现也同样出色,UFS可以提供快速的启动时间,使系统启动的速度与司机转动点火器的时间几乎一样快。同时UFS还将允许原始设备制造商提供各种信息娱乐服务,例如导航、娱乐和远程信息处理。种种优势加持下,UFS积极助力汽车制造商开发更智能的汽车,并提高安全性和优化驾驶员辅助功能。

待时而动,江波龙发布中国大陆首款车规级UFS

  市场和趋势使然,UFS 有望成为智能汽车的主要存储设备类型。而对于厂商而言,善于识别与把握时机是极为重要的。作为深耕存储市场的国产龙头存储器厂商,江波龙藏器于身,待时而动,近日正式发布中国大陆首款车规级UFS,为汽车厂商率先提供更符合高阶汽车应用场景的存储产品。

图注:江波龙车规级UFS,来源江波龙

  江波龙内部数据显示,在传输数据方面,FORESEE 车规级UFS 2.1写性能比eMMC高出1.5倍,读性能高出2.5倍。IOPS方面,UFS与eMMC相比,更是达到数十倍的差距,能够有效降低传输延迟,从而提升车载应用的存储速度。此外,车规级UFS封装与eMMC尺寸保持一致,便于有需要的汽车厂商无缝切换。

 更快的传输数据,更低的传输延迟,更灵活的存储组合,凡此种种,都让江波龙FORESEE 车规级UFS 2.1一经问世便备受瞩目。

  习惯了手机大容量存储的用户,对于现有的智能汽车的存储容量也有了更高的要求。在这方面,此次FORESEE推出的车规级UFS可提供64GB与128GB两种容量选择。

  快速的传输速度与大容量的存储是FORESEE车规级UFS展翅高飞的双翼,而雄鹰的翱翔也离不开各类安全保障。正如前文所言,车规级产品从诞生之初,便需要具备安全的属性,FORESEE 车规级UFS采用原厂车规级资源和高品质器件,配合江波龙自研固件算法,以及严苛的可靠性标准验证测试,能够有效确保产品在-40℃~105℃的高低温下长期、稳定、可靠运行的同时,保障数据安全。

  而UFS标准从1.0到现在的4.0,早已经历了各种技术的迭代,现在主流应用较多的是UFS 2.1与UFS 3.1。目前,FORESEE车规级UFS 2.1版本能够满足客户从eMMC向UFS 存储迭代的基本需求,FORESEE车规级UFS 3.1的128GB与256GB产品也将会陆续推出,在读写性能方面将会有突破性增长,功耗与延迟也将进一步降低,更有利于智能汽车存储这条赛道的持续攀升。

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