以下内容节选自《MIH 电动车专业期刊 Vol.07-智能车竞局 带动供应链重新站位》(原文链接)
智能汽车走向量产后,半导体需求并不只集中在高算力系统单芯片(System on a Chip, SoC),底层控制、功率转换、感测、连接、安全、内存与存储等都会被牵动。智能汽车带动的往往不只是单一芯片升级,而是整个需求版图的外扩,从控制、功率,延伸到感测、联网、安全与数据存储。其中,当车辆产生、保存与更新的数据越来越多,车载存储与 NAND 控制,也成为值得观察的市场切面;而在存储供需波动加剧的背景下,车用市场如何取得稳定供货,也会影响车厂导入智能化功能的节奏。
传统车用芯片厂调整布局,反映车厂需求正在分化
传统的车用半导体市场长期具有相对稳定的运作逻辑。产品生命周期长、车规可靠度门槛高,车厂与一级供应商(Tier 1)重视的不只是规格,也包括供货稳定、品质追溯与长期支持能力。过去主要需求多围绕微控制器(Microcontroller Unit, MCU)、功率元件、模拟芯片、传感器与控制器,芯片功能与车上各个控制单元之间的分工相对清楚。
进入智能汽车阶段后,这套需求正在分化。先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)、智能座舱、电动化、联网功能与软件更新,让车用半导体对应的范围,从单一控制功能扩展到整车功能规划。车厂需要的芯片组合,也开始同时涵盖控制、功率、感测、安全、连接与数据处理等不同层次。
观察目前产业布局,传统车用芯片大厂的调整并非各自押注单一方向,而是围绕车厂功能升级,扩大既有产品组合的覆盖范围。英飞凌科技(Infineon Technologies)以功率半导体与车用 MCU 为基础,延伸至电动化、车身控制与安全相关应用;意法半导体(STMicroelectronics)持续在功率、感测、模拟与车用控制等领域布局,回应车辆电子功能增加后的元件需求;瑞萨电子(Renesas)则从控制器、SoC 到开发平台与参考方案,强化车厂与 Tier 1 在系统开发上的支援能力;恩智浦半导体(NXP Semiconductors)也维持车用半导体重要供应商的位置,其产品涵盖处理器、控制器、安全与连接等领域,反映传统大厂仍在智能汽车需求变化中调整市场定位。
这些动态显示,传统车用芯片厂并非只在既有产品线上小幅延伸,而是试图让控制、功率、感测、连接与安全等能力,更贴近下一代车型的功能配置。智能汽车带动的市场变化,不只出现在高阶人工智能(Artificial Intelligence, AI)芯片,也正在牵动原本被视为车用半导体基本盘的产品线。
智能汽车半导体需求
| 类别 | 主要元件 | 车内用途 |
|---|---|---|
| 控制 | MCU、车用控制器 | 车身、底盘、动力及各类电子控制单元 |
| 功率 | IGBT、SiC、MOSFET、电源管理芯片 | 电驱、充电、电池管理及电力转换 |
| 传感 | 图像、雷达、位置、压力及惯性传感器 | 收集车辆状况、道路、驾驶员及乘客信息 |
| 安全与信息安全 | 安全元件、硬件安全模块 | 身份验证、密钥保护及防止未经授权的访问 |
| 连接 | CAN/LIN、车用以太网及无线通信芯片 | 车内数据传输、车联网及云端连接 |
| 数据处理 | SoC、CPU、GPU 及 AI 加速器 | ADAS、智能座舱、传感融合及 AI 推理 |
车辆走向数据化,终端存储需求浮上台面
智能汽车功能增加后,半导体需求不只停留在控制与运算,也开始往数据端延伸。车辆正逐渐从单纯执行指令的机械系统,走向持续产生、使用与更新数据的移动终端。部分数据需要即时处理,部分数据则需要在车内被稳定保存,让车载存储的重要性同步提高。
慧荣科技终端与车用存储事业处资深副总经理段喜亭提到,推升车载存储需求的因素主要有两个。第一是 AI 与大型语言模型(Large Language Model, LLM)进入车载环境后,数据量明显增加,容量需求也往上升。第二是车厂导入「舱驾融合、舱泊合一」后,原本分散在不同系统中的多颗小容量存储元件,开始整合成单颗大容量存储装置。也就是说,车上存储颗数可能减少,但单颗容量与可靠度要求反而提高。
不过,容量需求往上升,并不代表供应链能同步跟上。当内存市场出现缺货或价格波动时,车用需求往往不会排在最前面;数据中心与手机仍是内存原厂优先满足的大宗市场。对车厂而言,车载存储需求增加后,真正要面临的挑战不只是容量升级,而是能否在内存的景气循环中维持稳定料源。这也使存储元件不再只是数据存放的空间。当车辆功能越来越依赖软件与数据,存储方案要支撑的不只是容量,也包括数据能否在车辆生命周期内稳定保存、可靠读取,并配合车型开发、量产导入与后续产品转换。
也因此,存储元件在智能汽车中所扮演的角色,不能只用容量或单价来衡量。当数据需求升高,又遇上存储供应波动,车厂会更在意存储方案能否长期衔接车型开发与量产节奏。
这个变化让车用半导体市场多了一条过去较少被放大的需求线。市场讨论智能汽车时,通常先关注运算效能、感测能力与控制芯片,但当车内数据需要被保存、读取、更新与管理时,车载存储的角色也随之改变,开始与车辆软件功能、数据生命周期与长期使用可靠度串联一起,也让 NAND 主控芯片成为观察智能汽车数据基础设施的一个切入点。
车载存储升级容量,可靠度与供应链同步受考验
在这波需求转变中,慧荣科技可作为观察车载存储从容量元件走向数据基础设施的案例。相较于车用平台或高算力 SoC 供应商,慧荣科技切入的是 NAND 主控芯片与存储控制能力这条垂直线。对智能汽车而言,数据能否稳定保存与读取,背后需要主控芯片与固件长时间维持可靠运作;当车辆数据量增加、存储容量往上提升,这类原本较少被放在前台的控制能力,也开始成为车用半导体需求版图的一部分。
容量|从分散小容量 走向高容量整合
AI 座舱、舱驾融合与车载数据增加,使存储配置从多颗小容量,转向较少颗数、较高容量。车载存储需求升高后,市场变化不仅反映在容量数字,也反映在产品形态与供应链要求。段喜亭以慧荣科技的产品布局为例指出,过去车内不同系统可能配置多颗小容量存储,但在舱驾融合、舱泊合一等设计趋势下,存储配置开始往较少颗数、较大容量移动。现阶段车载应用仍以嵌入式多媒体卡(embedded Multi Media Card, eMMC)与通用闪存存储(Universal Flash Storage, UFS)为主流,PCIe 固态硬盘(Solid State Drive, SSD)也逐渐增加。车载嵌入式存储容量会依应用而异,从低容量控制模块到高容量座舱、ADAS 与车载运算平台皆有需求;部分供应商已提供最高 1TB 的车用 UFS 或嵌入式存储产品。慧荣科技的 Ferri 存储解决方案与 eMMC、UFS、SSD 主控芯片,可用来观察这条从低容量、分散配置,走向较高容量与较高整合度的发展路径。
耐久性|内存世代更替 仍要衔接车厂长周期导入
车用产品周期长,内存世代更新快,供应商需处理 EOL、容量升级与新旧产品转换。车载存储的竞争,不再只是单一芯片价格或容量规格,而是主控芯片、固件、测试、供应链与车规流程的综合考验。对车厂而言,存储元件一旦进入量产车型,后续牵涉的不只是当下成本,也包括多年后是否还能稳定供货、产品转换是否可衔接,以及不同存储世代更替时,既有车型能否继续维持料况。长期供货正是这个市场最具车用特性的门槛之一。段喜亭提到,过去车厂常要求 10~15 年的长期备料,现在产品周期虽已缩短,仍至少需要 5~7 年。以 8GB 多层单元(Multi-Level Cell, MLC)存储产品为例,相关供应已进入产品寿命结束(End-of-Life, EOL)阶段,慧荣科技一方面以安全库存支持旧款需求,另一方面也协助客户转往 64GB 三层单元(Triple-Level Cell, TLC)存储产品。这个转换说明,车载存储的压力不仅来自新功能带来的容量升级,也来自旧款车型仍须维持供货、内存世代却持续更替的落差。
数据安全|数据保存与更新 牵动系统信任
数据保存、读取与更新会影响维修判读、功能管理与系统信任,存储方案需被提前纳入车型评估。当车辆功能越来越依赖软件与数据,存储也不再只是数据放置的位置。车内数据需要被保存、读取、更新与管理,存储方案要支撑的不只是容量,也包括数据在车辆生命周期内的可用性与一致性。对车厂而言,数据若无法稳定保存,后续维修判读、功能更新与系统管理都可能受到影响。这也是 NAND 主控芯片与车规存储方案逐渐被提前纳入评估的原因。AI 也让车载存储出现新的价值。大型语言模型导入车载后,若所有数据都依赖动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory, DRAM),成本压力会相当高。段喜亭提到,键值缓存(Key-Value Cache, KV Cache)可下放到闪存,以减少昂贵 DRAM 的使用量,对成本敏感的中低阶车型尤其具有意义。存储的角色也因此扩大,从单纯存放数据,延伸到影响车载 AI 的成本结构。随容量与多工需求上升,eMMC 也会逐步被 UFS 取代。段喜亭观察,UFS 控制器的制程正从 6nm 往 5nm 推进,容量也往 128GB、256GB、512GB 发展。容量成长之外,车载存储也在制程、可靠度、供应链衔接与成本之间寻找新的平衡点。
量产竞争不只看规格,长期可靠度成为基本条件
智能汽车让车用半导体市场的竞争方式出现变化。过去市场容易以单一芯片规格或产品类别理解车用需求,但车辆功能增加后,车厂更在意的是一整套能力能否长期支撑量产车型。控制、功率、感测、安全与连接仍是基本盘,而数据管理与存储可靠度则成为新的补位项目。
传统车用芯片大厂的布局,反映他们正在回应车厂在功能升级后的需求分化;慧荣科技则提供另一个观察角度,当车辆数据量增加,车载存储与 NAND 控制也被纳入智能汽车半导体的需求版图。这类供应商未必掌握平台话语权,但能否补上数据保存、主控芯片、固件、车规认证与长期供货能力,将会影响车厂在量产后的使用稳定性。
段喜亭也提醒,车载存储的关卡除了技术,还有供应链现实。内存供需波动已提前成为车厂必须面对的变量,而车用产品又需要多年期的供货承诺。谁能在容量升级、产品转换与料况波动之间维持稳定,谁就更有机会成为智能汽车供应链中的长期合作对象。
车载存储常用规格
| 规格/技术 | 说明 | 车载应用意义 |
|---|---|---|
| NAND 闪存 | 断电后仍可保存数据的非易失性存储器,是 eMMC、UFS、SSD 等存储产品的基础。 | 车载存储的容量、寿命与可靠性,主要都与 NAND 技术世代有关。 |
| NAND 主控芯片 | 负责管理 NAND 闪存读写、错误校正与寿命管理的主控芯片。 | 车载应用需要在宽温与长期使用条件下维持数据完整性,因此主控芯片的能力会影响存储可靠性。 |
| TLC(三层单元) | 每个存储单元可存储 3 位数据,在成本、容量与可靠性之间较为平衡。 | 目前较常用于车载存储容量升级,是成本与可靠性之间较务实的选择。 |
| QLC(四层单元) | 每个存储单元可存储 4 位数据,单位容量成本较低,但写入寿命与可靠性通常比 TLC 更具挑战。 | 有望降低大容量存储成本,但现阶段导入车载仍需克服可靠性门槛。 |
| eMMC | 将 NAND 闪存与主控芯片整合在同一封装中的嵌入式存储规格。 | 过去在车载应用中相当常见,适合较成熟、容量需求相对有限的应用。 |
| UFS | 新一代嵌入式存储规格,相比 eMMC 具备更高传输性能与多任务处理能力。 | 随着车载数据量增加与容量需求提高,UFS 正朝 128GB、256GB、512GB 等更大容量发展。 |
这也说明,智能汽车半导体竞争虽然常由高算力芯片、AI 平台与智能座舱功能吸引注意,但真正进入量产后,车厂面对的是更细致的供应链管理问题。存储产业本身具有明显景气循环,价格、产能与产品世代有可能受到数据中心、手机、PC 与消费性电子需求影响。车用市场虽然重视长期稳定,规模却不一定足以在每一轮缺货时取得优先顺位,这使车载存储供应商必须在车厂需求与内存原厂供给之间扮演衔接角色。
对车厂而言,这类基础元件过去不一定是规划智能汽车功能时最先被讨论的项目,但当车辆数据量增加、软件更新频率提高、车内 AI 应用开始导入,存储元件的选型将影响后续多年的产品维护与功能演进。如果只看当下容量与成本,可能低估产品停产、料况波动与规格转换带来的风险;如果把存储视为数据基础设施的一部分,车厂就需要更早评估主控芯片、固件、车规验证、长期供货与产品转换能力。
因此,车用半导体需求外扩,不只是更多元件被导入车内,也代表车厂对供应链的评估方式正在改变。高算力影响智能汽车可支撑的应用范围,控制与感测关系到车辆如何取得环境与车身状态信息;存储则在数据保存、读取与长期维护中扮演更明确的基础角色。当数据参与车辆功能运作越来越深,车载存储与 NAND 控制虽不一定站在市场叙事前排,但会成为量产车型中需要更早评估的环节。
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