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3DTLCNAND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(TrinaryLevelCell,三级单元格)即每个单元存储三比特数据(3bitpercell),比MLC多12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YoleIntelligence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。 YoleIntelligence高级技术和市场分析师ThibaultGrossi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。 20212027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。YoleIntelligence存储高级技术和市场分析师SimoneBertolazzi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。 20212027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PCIeSSD。 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(NVMePCIe、UFS、eMMC、SD、并行和串行SLCNAND)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NANDSSD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。