在端-边-云数据架构下,汽车芯片产业链的分工可概括为:车端由车载NAND等存储芯片承担数据本地缓存与连续数据存储,边缘计算层负责就近处理与汇聚,云端承担AI训练、仿真与长期存储;三层之间通过降低数据上传与回传需求来减小传输延时。 其中,车载NAND是车端核心存储介质之一,向上连接存储颗粒与主控芯片,向下通过Tier1与整车厂完成集成落地。随着自动驾驶技术发展,未来将形成“端-边-云”数据架构以确保行车安全性,为减小云端和汽车间数据的传输延时,车载NAND需求还会进一步提升。

三层架构中的角色分工

车端(端):车载存储芯片广泛分布在汽车五域中,支持自动驾驶、黑匣子等应用的存储功能。车规NAND主要用于智能驾驶系统、IVI以及汽车中控,核心作用是存储连续数据;车规DRAM则用于存放运行中的程序和数据。智能驾驶研发需在车辆行驶时收集摄像头、雷达、激光雷达等数据,L2级车路测一小时约产生2TB数据,L4-L5级车每小时路测数据量达16-20TB,单次路测即产生8-60TB数据,海量数据的缓存、读取和处理对读写性能、容量与可靠性提出更高要求。

边缘计算层(边):承担就近的数据汇聚与预处理,减少必须上传云端的原始数据量。资料显示,未来“端-边-云”架构的核心目的之一,正是确保行车安全性并减小云端与汽车间的数据传输延时。

云端(云):路测数据上传至研发平台后进行AI训练,并在智能驾驶平台上验证和仿真,整个研发周期产生的数据达到EB级别,构成云端存储与算力需求的主要来源。

车载NAND的容量演进与协作链条

在智能驾驶系统中,NAND容量需求增长最为显著:L2级一般只需主流的8GB容量,L3级攀升到128或256GB,L5级最高可能超过2TB。IVI方面,传统汽车娱乐系统一般只需32GB以下,升级智能座舱后64GB成为最低配置,预计2030年IVI系统的NAND需求最高将提升至1TB。

应用2020202320252030
IVI容量64/128GB128/512GB256/512GB512GB/1TB
IVI类别eMMCUFSUFSUFS
ADAS等级L2L3L4L5
ADAS容量8-64GB128/256GB512GB/1TB1TB/2TB+
ADAS类别eMMCUFSSSDSSD

(来源:SK海力士,中泰证券研究所)

产品形态上,车规NAND主要包括e-MMC与UFS两大类。e-MMC是中低端车载娱乐系统的标配,在网关和智能驾驶中也有应用;UFS在读写效率、延时、功耗、容量等方面具备显著优势,渗透率不断提升。以三星UFS4.0为例,写入速度达2800MB/s,最大容量达1TB,而e-MMC5.1最大容量为256GB。

产业链协作关系上,上游为存储颗粒与主控芯片环节,全球NAND市场集中度较高,2021年四季度三星、铠侠、海力士等前五名厂商合计市占率高达91%,车规NAND市场也基本由这几大龙头主导;国内厂商主要布局利基市场,如兆易创新全系列NAND产品覆盖1-4GB小容量并已通过车规认证,东芯股份车规级NAND样品覆盖1-8GB。下游则通过博世、大陆等Tier1及整车厂完成集成。市场规模方面,2021年车规NAND市场规模约10亿美元,预计2030年将达到119亿美元。

常见问题

车载NAND在端-边-云架构中解决什么问题?

车载NAND主要承担车端连续数据的本地存储,让摄像头、雷达等产生的数据不必全部实时上传云端。在“端-边-云”架构下,本地缓存与就近处理可减小云端和汽车间的数据传输延时,这也是车载NAND需求进一步提升的原因之一。

e-MMC和UFS该如何理解其分工?

e-MMC是中低端车载娱乐系统的标配产品,在网关和智能驾驶中也有应用;UFS在读写效率、延时、功耗、容量等方面优势显著,近些年渗透率不断提升。从资料给出的需求表看,IVI与ADAS系统均呈现由e-MMC向UFS、并向SSD演进的方向。

国产厂商在车规NAND中处于什么位置?

全球NAND市场集中度很高,车规NAND基本由三星、铠侠、海力士等龙头主导。国内厂商现阶段主要布局相对小众的利基市场,例如兆易创新覆盖1-4GB小容量产品,东芯股份车规级样品覆盖1-8GB,通过小容量产品逐步切入。