在汽车智能化的狂飙突进中,车载存储成为了制约高阶辅助驾驶“规模化普及”的棘手瓶颈。
一方面,伴随着CNN到BEV+ Transformer、再到“VLA世界模型”的快速进阶,AI大模型的参数量暴增,不仅对于SoC算力的需求剧增,还带来了存储带宽需求的急剧增长,传统存储产品已经不足以满足高阶辅助驾驶以及AI大模型上车的需求。
另一方面,伴随着汽车智能化对于存储需求的爆发式增长,以及上游存储颗粒短缺等因素影响,部分车载存储芯片需求远远超过供应,导致不少智驾企业面临了存储芯片短缺的危机。有报道称,去年下半年开始,智能驾驶基础芯片配套的8GB存储芯片就开始进入了“紧缺潮”。
当前,新一轮更大规模的高阶辅助驾驶战役已经到来,门槛更高、用户体验更好的城市NOA成为了辅助驾驶竞争的真正破局点。根据《高工智能汽车研究院》数据显示,2025年1-5月中国市场(不含进出口)乘用车前装配置城区NOA(含软件选装)交付新车90.22万辆,同比增长152.5%。
一边是城区NOA等高阶辅助驾驶普及带来的“存储需求猛增”,一边是存储芯片的“性能短板”与“供应缺口”,双重压力下,车载存储如何突破技术与产能的双重桎梏?谁又在抢滩突破车载存储瓶颈?
当BEV+Transformer大模型成为高阶辅助驾驶标配、VLA端到端大模型向更复杂场景渗透时,传统存储系统的带宽、时延与功耗开始“力不从心”,甚至已经成为制约AI大模型落地效率的“隐形门槛”。
“AI大模型上车,真正的瓶颈不在SoC算力本身,而是在数据的存储与处理。”有企业人士表示,要让基于Transformer架构的辅助驾驶系统流畅运行,存储带宽要达到400GB/s甚至是600GB/s以上才可以流畅运行,而参数更大的VLA模型,部分带宽要求甚至已经突破了1TB/s。
还有业内人士表示,AI运算90%的功耗和延迟都来自存储系统,存储系统的性能直接决定了数据搬运的速率。“即便是用了当前最好的LPDDR5/GDDR6的车规存储芯片,依然无法实现百亿级别AI大模型的流畅运行。”
以理想汽车为例,其在Orin X上部署的VLM模型参数规模大约在2B左右,但VLA模型中的VL(视觉+语言)部分模型参数就达到32B,模型参数提升了十几倍。对应的是,当前市场主流的车规级LPDDR5带宽约84GB/s,而特斯拉HW4.0上使用的GDDR6,单颗带宽大约是56Gb/s,最大支持12颗32bit的GDDR6并联,合计总线宽度384位。
此外,AI大模型的输入已不再局限于文本,而是扩展到了图像、音频、视频、代码等多模态、多粒度的非结构化数据。这类数据不仅体量庞大,而且格式结构复杂、访问模式各异,传统的存储方案已经难以胜任。
总体来看,当前市场上主流的车载存储产品,已经跟不上AI大模型的迭代节奏。当AI大模型参数量快速增长,数据增量呈几何级增长,存储系统的“传输效率”与“处理能力”已成为制约高阶辅助驾驶进阶的关键变量。
小鹏汽车嵌入式平台高级总监&整车电子电气首席架构师段志飞在公开报道中表示,在AI+汽车的大趋势下,智能座舱和智能驾驶都给车载存储提出了新的需求。一方面,AI座舱应用及生态功能的实现需要大容量、高带宽及高可靠性的存储;另一方面,小鹏图灵AI智驾端到端大模型和数据的存管用需要高读写速率、大容量的存储。
目前,小鹏正在研发720亿参数的超大规模自动驾驶模型,即“小鹏世界基座模型”,参数量是主流VLA模型的35倍左右。为此,小鹏汽车自主开发了底层的数据基础设施(Data Infra),使数据上传规模提升22倍、训练中的数据带宽提升15倍。同时,通过联合优化 GPU / CPU 以及网络 I/O,最终使模型训练速度提升了5倍。
可以看到,伴随着高级辅助驾驶系统的进阶,以及AI智能座舱系统、V2X等新技术的应用,智能汽车的数据量呈现了爆炸性增长的态势。数据显示,当前,一辆智能网联汽车的闪存容量范围在64-256GB左右,伴随着端侧大模型、娱乐系统、传感器精度等方面的升级,智能汽车存储容量提升至TB级别。
在这样的背景之下,市场对于更高性能、更大容量、更低成本的车载存储产品需求日趋高涨,同时对存储容量以及带宽、时延等性能的要求急剧提升。尤其是在AI大模型加速上车的大背景下,车载存储芯片已经成为了关键支撑。
伴随着AI+汽车的持续演进与升级,车载存储芯片市场催生出了巨大的创新与市场机遇。
根据《高工智能汽车研究院》预测,到2030年,车规级存储产品将占整车电子架构硬件成本的15%以上,比2020年增长近一倍。
众所周知,由于车载存储芯片的技术门槛高、认证周期较长等原因,美光、三星、SK海力士等海外存储大厂一直占据着中国车载存储市场的垄断地位。
但近几年,伴随着汽车“新四化”的逐步发展,车载存储市场进入了全面升级的关键周期,这也为新兴企业进入车载存储领域提供了难得的机会,也使得车载存储行业格局进入重塑期。
根据《高工智能汽车》了解,过去几年,中国市场已经有20多家企业持续发力车载存储市场,兆易创新、长鑫存储、长江存储等厂商已经实现了国产化突围。比如在NOR Flash领域,兆易创新GD25/55全系列SPI NOR Flash已通过ISO 26262 ASIL D认证、AEC-Q100认证,全球累计出货量已经突破两亿颗。
具体来看,车载存储主要分为三大类型:一是DRAM,主要负责与CPU直接交换数据的内部存储器,目前市场主流的是LPDDR4、LPDDR5或GDDR6等。
二是用于存储数据的NAND Flash,市场主流的是eMMC和UFS。《高工智能汽车》了解到,高阶辅助驾驶汽车已经将UFS3.1存储作为主流选择,接下来将逐步迭代至UFS4.0、UFS5.0、PCIe SSD。目前,闪迪、铠侠等已经推出了UFS4.1标准的车规级存储产品,而美光、三星等国际巨头还推出了车规级SSD产品。
三是负责代码存储的NOR FLASH,主要用在显示系统、ADAS系统等对启动速度要求较高的设备。在这其中,兆易创新GD55LX02GE系列SPI NOR Flash已经在车载领域实现了广泛应用。据了解,该1.8V 2Gb SPI NOR Flash,最高时钟频率为200MHz,数据吞吐率高达400MB/s,具有八通道DTR SPI接口,兼容单通道、八通道SPI指令集,支持XIP(Execute-In-Place),以达到高效的代码数据读取。
此外,兆易创新SPI NOR Flash内置ECC算法与CRC校验功能,在提高可靠性的同时,可以延长产品使用寿命;兼容现有SPI接口规格与操作方式的基础上,通过DQS和DLP功能为高速系统设计提供保障;支持标准的TFBGA24ball封装,最高温度规格可支持125℃。据了解,兆易创新该系列产品适用于智能网联、智能座舱、自动驾驶等对高性能有严格要求的汽车应用。
根据《高工智能汽车》了解,英伟达以及越来越多主机厂已经将LPDDRR5X作为核心选择,而美光科技、SK海力士、三星等还在大力推动下一代GDDR7、HBM2E的规模上车。
比如SK海力士,其已经推出了行业领先的GDDR7,数据传输速率达32-40Gbps,数据处理速度高达1.5TB/S。同时,SK海力士还与英伟达、特斯拉等企业合作,将HBM的应用从AI数据中心拓展到智能汽车市场。目前,SK海力士HBM2E已经在Waymo旗下L4级Robotaxi上应用,容量高达8GB,传输速度达到3.2Gbps,带宽高达410GB/s。
总体来看,伴随着汽车智能化程度的不断提高,车载存储进入了重要的产品升级期,DRAM逐步从LPDDR4/4X快速向LPDDR5/5X、LPDDR6乃至GDDR7、HBM2E演进,闪存形式也从eMMC升级为UFS,并不断向SSD发展。
在这同时,国产替代的步伐也在不断加快,长鑫存储、长江存储、兆易创新等国内存储企业正在逐步扩大市场份额。
不过,不容忽视的是,智能汽车市场需求变化多端,对存储芯片的需求量和需求类型都有较大不确定性,叠加行业的周期性变化带来的供应不足风险,等待本土玩家的挑战依然不少。