车载存储从 e-MMC 到 UFS4.0 的演进,本质是顺着“智能驾驶等级越高、数据量越大、写入速度要求越高”这条主线展开的。e-MMC5.1 的写入速度为 5.1MB/s,UFS2.1 提升至 200MB/s,UFS3.0、UFS3.1、UFS4.0 依次达到 400MB/s、1200MB/s 和 2800MB/s,UFS4.0 相当于 e-MMC5.1 的 15.6 倍(来源:三星,中泰证券研究所)。这一路径与 IVI 系统从 e-MMC 向 UFS 切换、ADAS 从 L2 用 e-MMC 到 L5 用 SSD 的节奏相互印证。

一、需求侧:数据量先涨,存储规格才跟着涨

车载存储芯片分布在汽车五域,支撑自动驾驶、黑匣子等应用的存储功能。智能化、网联化让智能驾驶、智能座舱和车联网大规模应用,产生海量数据。以智能驾驶为例,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,整个研发周期数据量达 EB 级别。海量数据的缓存、读取与处理,对读写性能、容量和可靠性提出了更高要求,车载存储需求因此快速提升。

二、车规 NAND 的规格演进与关键拐点

车规 NAND 主要用于智能驾驶系统、IVI 和汽车中控,作用是存储连续数据。产品分为 e-MMC(嵌入式多媒体控制器)和 UFS(通用闪存存储)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,曾是主流的车规 NAND 产品;相比 e-MMC,UFS 在读写效率、延时、功耗、容量等方面具备显著优势,近年渗透率不断提升。

规格写入速度(MB/s)备注
e-MMC5.15.1最大容量 256GB
UFS2.1200—
UFS3.0400—
UFS3.11200—
UFS4.02800最大容量 1TB

来源:三星,中泰证券研究所

关键拐点体现在应用侧的切换节奏上:IVI 系统在 2020 年以 e-MMC 为主,2023 年起转向 UFS,此后持续沿用;ADAS 在 L2 阶段使用 e-MMC,L3 切换至 UFS,L4 及 L5 则采用 SSD。容量同步抬升——IVI 从 64/128GB 走向 512GB/1TB,ADAS 从 L2 的 8-64GB 走向 L5 的 1TB/2TB+(来源:SK海力士,中泰证券研究所)。因此,高性能 UFS 替代 e-MMC 是确定性趋势。

三、市场与格局

车规 NAND 市场规模在 2021 年约为 10 亿美元,预计 2030 年将达到 119 亿美元,2021-2030 年复合增长率达 31%(来源:美光、ISSI,中泰证券研究所测算)。竞争格局上,2021 年四季度全球 NAND 市场前五名厂商合计市占率高达 91%,车规 NAND 也基本由这几大龙头主导。三星的产品进度较为领先,UFS3.1 已量产出货,新推出的 UFS4.0 未来也将应用于车载领域;国内厂商则主要布局相对小众的利基市场,如兆易创新覆盖 1-4GB 小容量的产品已通过车规认证,东芯股份车规级 NAND 样品覆盖 1-8GB。

常见问题

车载存储从 e-MMC 升级到 UFS,最核心的驱动力是什么?

核心驱动力是数据量与读写性能要求的同步抬升。智能驾驶路测与运行数据规模持续扩大,e-MMC 在读写效率、延时、功耗和容量上的局限逐渐显现,而 UFS 在这些方面具备显著优势,因而渗透率不断提升。

UFS4.0 相比 e-MMC5.1 的提升主要体现在哪里?

按三星数据,UFS4.0 写入速度达 2800MB/s,是 e-MMC5.1(5.1MB/s)的 15.6 倍;容量上,UFS4.0 最大容量达 1TB,e-MMC5.1 最大容量为 256GB。速度与容量两端的同步提升,是它被看作车载存储升级方向的原因。

ADAS 等级提升会带来怎样的存储规格变化?

按 SK海力士口径,ADAS 在 L2 阶段使用 e-MMC,容量为 8-64GB;L3 切换至 UFS,容量升至 128/256GB;L4 与 L5 则采用 SSD,容量达到 512GB/1TB 乃至 1TB/2TB+。等级越高,对存储容量与介质类型的要求越高。