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?
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.