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三十年波澜壮阔,美光推动汽车行业转型

Kris Baxter | 2023 年 11 月

在庆祝美光进入汽车行业 30 周年之际,我们要感谢与美光紧密合作的行业伙伴们,没有你们的支持,我们就无法取得今天的成绩。行业协作是我们共同成功的基础。作为庆祝活动的一部分,我们谨代表美光所有人向所有与我们携手共进的合作伙伴表示衷心的感谢,也对刚刚加入的新伙伴表示热烈的欢迎。

内存和存储正推动汽车行业转型

谁可曾想到,30 多年前,16-Kbit EEPROM 的动力总成应用获得认证,标志着自第一款 T 型车下线以来,汽车行业大规模变革的开端。如今,100 多年后,智能已成为汽车行业的新动力。汽车产生的数据量和软件复杂程度呈指数级增长;如今的高端豪华汽车包含大约 1 亿行代码。并且,随着汽车行业向全自动驾驶的方向发展,这一数字预计将增长到 3 亿行以上1。

联网汽车每小时产生的数据量高达 25GB2。根据车辆架构的不同,高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶汽车 (AV) 的传感器每天可产生 4TB 到 20TB 的数据3。这些数据必须实时得到处理,只有这样,以计算为中心的人工智能 (AI) 系统才能即时做出反应,使现代汽车成为终极智能边缘设备。2023 年,这些数据密集型系统工作所需的内存和存储量催生了约 50 亿美元的产业4,使其成为半导体市场中增长最快的领域之一。

展望未来,完全自动驾驶(L5 级)汽车预计将支持超过每秒 1TB (Tbps) 的总内存带宽5。总的内存、存储和系统带宽需求非常惊人,这与 16-Kbit EEPROM 被认为是高密度器件的时代形成了鲜明对比。

自动驾驶汽车最早的梦想

几乎在第一辆 T 型车刚下线时,全世界就开始梦想着汽车能够自动驾驶。虽然事实证明,发展私人汽车产生了革命性的影响,但在汽车大规模量产后的前 100 年左右,人们在实现自动驾驶汽车的愿景方面的实际进展并不大。有文献记载的最早设计自动驾驶汽车的案例之一是在 20 世纪 20 年代6。然而,直到最近 10 年,随着传感器、计算处理、AI 算法、内存带宽和无线通信等多项技术进步和效能融合,自动驾驶汽车的早期愿景才离现实更近了一步。

从自动驾驶汽车里欣赏到的山区道路景色。

如今,自动驾驶汽车的量产可谓“指日可待”。然而,要实现这一愿景,还需要能够处理各种用于检测、识别、跟踪和预测道路上物体行为的传感器所产生的海量数据。一辆全自动驾驶汽车每秒可能需要总计高达 5GB 的传感器数据1。全自动驾驶需要极高的实时 AI 计算性能,可超过每秒 300 万亿次运算 (ToPS)2

一场悄然发生的行车体验革命

尽管自动驾驶 (AD) 理所当然地抢尽了风头,但我们需要认识到,ADAS 和功能丰富的座舱是目前半导体产品增长的主要推动力,远远领先于全自动驾驶汽车。汽车内部/座舱和“行车体验”(IVE) 已成为影响消费者购买决策和 OEM 品牌形象的主要因素。

消费者希望汽车拥有更好的联网性能,让信息变得触手可及,同时为他们喜爱的所有智能手机应用提供本地车载支持,让他们能获得类似于智能手机般的顺畅用户体验。其中数量越来越多、尺寸越来越大的高分辨率显示屏也需要支持这些应用,为消费者提供沉浸式体验。如今,人们关注的重点正从实际的驾乘体验转向基于个人品味、娱乐和工作效率的体验,鉴于此,未来的自动驾驶汽车将越来越重视能提供丰富信息和乘客体验的座舱。随着 OEM 认识到这一点,围绕 IVE 的创新将有增无减。

软件代码、用户使用习惯和 5G

随着汽车行业能够稳定地提供“出行即服务”(MaaS) 体验,预计消费者在选择交通服务提供商时将受到车辆美学和行车体验连续性的影响。这再次反映了汽车行业的重大转变:过去,人们一直秉持“金属弯曲成形”的思维模式,而现在则通过“芯片应用”来建立品牌特质和识别度。

随着汽车的软件代码量增长到超过 3 亿行,为了获取最新的更新和增强功能,汽车必须支持无线 (OTA) 更新。这也将是支持软件即服务 (SaaS) 等应用的关键。利用这些应用,自动驾驶和其他功能将可以通过每月订阅和软件下载来实现。对于 MaaS,用户的使用习惯将存储在云端,这样一来,在驾驶员进入自己的车辆或者租用同一品牌的车辆时,就能对这一信息进行检索。要实现这些功能,高性能的 5G 连接和系统级安全性将尤为重要,甚至毫无商量余地。

为更安全的未来汽车保驾护航

如今,对安全可靠的汽车软硬件的需求引起了人们对安全防护和功能安全的高度关注。复杂、高性能的车载软件计算平台要求极高的可靠性,这将彻底颠覆车辆的底层架构。目前我们看到,汽车正从分布式架构转向集信息娱乐、ADAS 和其他系统于一体的集中式/分区架构。

对于这些日益复杂的嵌入式软件平台,要想达到必要的功能安全 (FuSa) 等级,就必须更加重视内存的影响和作用。不管是传统的片上系统 (SoC) 还是内存,采用符合 ISO 26262 认证的解决方案对达到这些功能安全等级十分重要。当然,这一切都要建立在渴求实现和交付零缺陷质量水平的心态之上。

为今后的长期领先做好准备

30 年来,美光有幸在汽车行业的转型中持续占据领先地位。始终如一的专注、投资及合作,使我们以 39% 的全球市场份额7成为了汽车行业的头部内存供应商。通过密切的合作,我们已经对半导体将如何推动数据驱动型汽车在当下及未来 30 年的发展有了深刻认知。高效的设计周期有助于美光以更高的质量、更低的成本和更短的规模化时间来部署新的技术。

由美光内存驱动的汽车的行驶里程已超过数万亿英里,在这个以计算性能和行车体验而非马力或加速能力衡量汽车优劣的时代,我们显然走在了最前沿。

无论人们关注的焦点是安全、安防、性能、质量、使用寿命、创新还是客户支持,我们都将致力于在未来 30 年继续成为车用内存领域的领导者,提供业界前沿的创新车用 DRAM、NAND 和 NOR 解决方案组合,满足当下和未来的需求。

再次感谢所有与美光一路携手走来的伙伴们。未来 30 载,我们仍将栉风沐雨,砥砺歌行!

1. https://blogs.sw.siemens.com/polarion/the-data-deluge-what-do-we-do-with-the-data-generated-by-avs/

2. https://www.nvidia.com/en-us/self-driving-cars/drive-platform/hardware/

3. https://iotnowtransport.com/2019/02/12/71015-data-storage-key-autonomous-vehicles-future/

4. 美光根据多份分析师报告和 2023 年 10 月以来的其他内部财务数据做出的市场预测

5. https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-announces-world-s-first-ai-computer-to-make-robotaxis-a-reality

6. 战略分析报告:OEM 自动驾驶汽车战略和路线图:新冠疫情带来的影响,2020 年 7 月

7. Gartner 研究报告:市场份额:2022 年按终端市场划分的全球半导体行业 (Market Share: Semiconductors by End Market, Worldwide, 2022)

CVPP & GM, Embedded Business Unit

Kris Baxter

Kris Baxter is the corporate vice president and general manager of Micron’s Embedded Business Unit (EBU). He has held various positions for more than 20 years within flash storage and memory solutions at Intel, Numonyx and Micron, including engineering, sales, business development and marketing. For more than 10 years, Baxter has been part of the EBU leadership team, delivering solutions for the automotive segment. He earned two bachelor’s degrees, in mechanical and aeronautical engineering, from UC Davis and has served on the board of the nonprofit Empowering Lives International since 2009.