汽車是半導體產業成長最快速的市場之一。2025 年,將有超過 9,700 萬輛汽車出售,每輛汽車配備約 90GB 的 RAM + NAND。高階車輛的軟體執行的程式碼預計將從現今的 1 億行快速擴展至 10 億行,比阿波羅十一號(Apollo 11)多 1,000 倍。
所以也不奇怪,在美光委託編製的最新報告「位元、位元組和連網汽車」中,S&P Global Mobility 預估記憶體和儲存裝置的汽車營收將在 2026 年成長至 $116 億,複合年成長率(CAGR)為 20% 至 24%。
隨著汽車增設車用資訊娛樂(IVI)、自動駕駛、訂閱服務等更多數據豐富的功能,我們預計記憶體和儲存需求將在未來七年內增加近 10 倍。以下是報告的一些重點:
- 如今,平均每輛車使用 90GB 的 RAM + NAND。到 2026 年,平均每輛車將大約使用 278GB 的 DRAM 和 NAND,而高階車輛的這一數字更是接近 2 TB。到 2030 年,這一容量預計將成長至高達 4TB。
- 連網汽車是現今最為複雜的軟體驅動機器,擁有 8,000 萬至 1 億行程式碼,而自駕車的程式碼達到 2.5 億至 3 億行。
- 到 2022 年底,先進駕駛輔助系統(ADAS)、電子控制單元(ECU)和類比數位轉換器的記憶體容量將從超過 3.85 億 GB(約 385,000 TB)增加約 445%,到 2026 年達到 21 億 GB(約 2,100,000 TB)。
- 至 2023 年底,大概將有 7,300 萬輛新客車配備資訊娛樂主機。到 2026 年,這一數字將增加到 8,200 萬以上。
- IVI 記憶體和儲存內容預計將從 2022 年底的 60 億 GB 記憶體和儲存容量增加到 2026 年的 72 億 GB,CAGR 為 19.3%。
- 今年大約三百萬輛新車將配備駕駛艙域控制器,而到 2026 年將激增到 1,650 萬輛。
顯然,隨著汽車變得愈加智慧化以及由軟體驅動,記憶體和儲存裝置已成為必要的建構基礎,才能實現具未來前瞻性的創新。S&P 報告還指出當前正在發生的改變。從曆史上看,汽車早在十年前就開始運用成熟的半導體技術,但如今,因為車輛加速創新,業界正在設計最先進的多核心系統單晶片(SoC)處理器,用於將在未來兩年內上路的車輛。
所以,哪些關鍵趨勢正在形塑我們所熟知的汽車? 從核心上,這可以歸納為幾個大趨勢:
大趨勢 1:自動駕駛
美國汽車工程師學會定義了從 L0 到 L5 的六個自動駕駛級別,其中 L0 沒有主動的輔助系統,而 L5 可以完全自動駕駛。到 2030 年,預計將有近三百萬輛汽車實現全自動駕駛,並將有超過 1,500 萬輛支援 L2+/L3 自動駕駛,這需要的記憶體和儲存容量已經明顯增多。
最近,在美光,我們瞭解到生成式人工智慧在自駕車領域的應用日益增加,人工智慧模型正在加速汽車的學習曲線,圍繞車輛-反應系統的智慧性進行更緊密的最佳化迴圈。事實上,我們已經看到像 Waze 這樣的導航系統使用生成式人工智慧來即時提供高度個人化的路線建議。在美光與客戶的談話中,我們觀察到客戶對於瞭解需要多少記憶體和儲存容量來支援語音處理、自然語言處理和龐大的語言模型,以及如何更快速地將資料從記憶體和儲存裝置移動到晶片組和處理器中抱有很大興趣。
生成式人工智慧正在改變汽車業界,目前的汽車市場規模為 $3.12 億,到 2032 年將成長至 $27 億。隨著生成式人工智慧擴展到整個車輛的應用程式,對容量更多、速度更快的記憶體和儲存裝置的需求將呈指數級增加。若要快速啟動人工智慧創新,OEM 需要確保車輛具備頻寬和容量,為人工智慧模型提供成長所需的效能餘量和馬力。作為其中一環,擁有高效能、低功耗的記憶體和儲存裝置,以支援高耗能的人工智慧至關重要。然而,這只是冰山一角:汽車記憶體也需要嚴格的功能安全測試和認證,以確保自駕車上路安全無虞。
大趨勢 2:連網
如今,連網功能已在車輛中已廣泛普及。想一想將手機與汽車系統連網是如何推動駕駛體驗提升的。未來,連網功能也將支援車對車通訊和車對交通基礎建設通訊等創新技術,讓車輛透過點對點網狀網絡交換速度、方向、位置、轉向和其他因素等相關資訊。這些功能將協助車輛更好地與其他車和智慧基礎建設進行協調,以避免碰撞,有效最佳化交通流量。
大多數新車款也提供空中下載(OTA)更新的連網功能,以改進功能、解決軟體問題及上傳診斷資料。雖然 OTA 更新看似微不足道,但這能讓車廠對售出車輛添加新的軟體更新、功能甚至安全修補程式,推動汽車創新。事實上,OTA 更新是實現新興的汽車訂閱商業模式的基礎,而隨著交通行動服務(MaaS)興起,我們看到這種模式正飛速發展,因為 MaaS 允許軟體根據需要,在硬體層級啟用和停用相關汽車功能。想想在去滑雪旅行的途中開啟加溫座椅服務的駕駛員,或者借車給孩子的父母,通過啟用定位服務來檢查他們在宵禁前是否回家。這些功能可讓 OEM 獲得更多訂閱收入,並讓消費者能更加靈活地根據需要開啟或停用服務。
為打造面向未來的汽車硬體,做好準備迎接 OTA 更新將帶來的新功能,OEM 應考慮選擇具備高容量和更強大晶片組的記憶體。這樣才能確保隨著新服務在車輛使用壽命期間內不斷被啟用,關鍵的汽車硬體將有足夠的效能餘量,以適應這些不斷成長的數據需求。
大趨勢 3:區域架構
隨著這些趨勢發展,我們看到汽車領域的巨大轉變,從協調不同網域的簡單子系統,再到集中決策的高度矩陣化系統。
區域架構的特徵是系統按位置區域分組,並位於由它們控制的 ECU 附近。這種方法比按功能(例如資訊娛樂、引擎和傳輸控制等)對系統分組的傳統網域方法有效得多。雖然傳統的網域方法曾經有效,但隨著汽車變得更加複雜(不斷新增的感測器、CPU、攝影機和系統),網域架構需要更複雜的布線。區域架構則簡化了所有這些電子元件的連接方式,減少了所需的布線量,因而也降低了成本和重量。結果便是車輛具有更長的續航里程。
隨著汽車轉向集中決策,我們看到記憶體本身實際上變得更加複雜,因為它需要多工作業才能處理這麼多不同的系統。在這裡,也許我們最終會看到新的記憶體標準出現,例如為服務於不同網域的虛擬化環境。而在未來幾年內(想想 2025-2028 年),我們或許會看到汽車朝著完全集中化的方向發展,這將需要更強大的記憶體和儲存解決方案。生態系統最終可能需要評估高頻寬解決方案,如運算快速連結或高頻寬記憶體等(這些解決方案一度曾預留用於超級運算),以驅動所有行動和邊緣端智慧化。
以上只是美光看到的幾個大趨勢,其他趨勢還包括多功能座艙和電氣化等。
推動汽車創新發展
雖然在創新方面曾一度落後,但汽車產業已扭轉局面,且正推動有潛力影響其他技術領域的創新發展。顯然,業界正經歷自汽車本身發明以來最重要的變革之一。
隨著汽車日漸由智慧化、個人化和自動駕駛等功能界定,而不是品牌、車款和扭力,為跟上趨勢,汽車生態系統需要確保合適的架構、記憶體和儲存裝置,以安全、規模化地推動這次創新。若要站穩領先地位,車廠可直接與半導體供應商合作,更好地瞭解並滿足不斷演進的記憶體和儲存要求,最終打造面向未來的、顛覆性的數據密集型汽車技術架構。在這個汽車新紀元,隨著汽車企業不斷重塑自身,選擇合適的基本構建塊奠定這一硬體基礎,將為技術創新和新商業模式帶來更多可能性。