[2023存储技术日] 软件定义汽车行业“芯”未来

除了希望以更低的价格获得更高的存储性能之外，推动内存扩容、运行提速的因素是什么呢？软件定义汽车计算基础设施相关技术对于其他行业而言可能只是“锦上添花”，而这一技术已成为汽车行业“不可或缺”的先进技术。 试想一下当下车辆制造，仅软件部分就需要数以亿计的代码来实现。与此同时，随着自动驾驶功能、可升级的信息娱乐系统（IVI）和可扩展无线（OTA）更新机制的发展，这一数字将迅速提升至数十亿量级。考虑到新应用程序本身需要的整体存储容量，亟需增加内存容量并改进带宽。 制造商在公司内部控制整个软件堆栈并持有IP所有权等集中式计算架构转型，引导行业向更加垂直集成模式发展。这意味着可以用更少但更强大的处理器访问共享内存和存储器。 若要在硬件中真正实现这一趋势，则需要：

• • 更宽、更高带宽的内存总线（memory buses）
  • 可供多个应用程序使用的安全虚拟空间
  • 无需完全“定制”亦能满足不同需求的灵活芯片封装模型
  • 方便连接的可扩展、定制型存储

此外，最重要的是品控管理。由于组件较少且操作更加集中，单点故障也极有可能带来致命影响。采用全新设计、验证和测试方法可确保节省成本并实现关乎生命安全的品控管理目标。 发表者们深入探讨并提供关于软件定义汽车自主权和中央计算架构整合方面的独到见解，展示了三星存储解决方案如何推动“方向盘”背后的革新。 前半部分，Donovan Hwang概述了下一代智能出行架构和趋势，着重介绍了关键驱动因素：

• • 车载半导体是半导体领域中增长速度最快的市场之一，当前一辆汽车上大约装配了1000个芯片，不久以后该数字将增至3倍。
  • 垂直整合意味着制造商在其内部构建核心要素供应链。
  • 从当前的分布式电子控制单元（ECU）转至以域和区域为中心的模型架构，软件处理方式发生了根本变化，即以软件为中心的模型。

作为垂直集成趋势的一部分，以软件为中心的开发成为供应链内化的关键因素之一。

• • 汽车依靠代码运行，当前汽车需要约1.5亿行代码，而自动驾驶汽车需要的代码行数则将超过50亿。
  • 运行由100种语言组成的150个软件模块，已经使OTA更新变得异常困难。
  • OTA更新外部供应商提供的IP授权模块，将会让这项工作更加繁重。

向集中式软件模型转型成为管理未来扩展的关键，但考虑到当前软件大部分采用分布式和外包等方法，目标实现将更加困难。 但是，如果能够成功，将得到可用于软件更新和应用程序的通用OTA软件下载与安装基础设施这一巨大回报。汽车应用商城也将如同手机应用商城一样，相关企业可通过应用商城和功能更新，大幅增加汽车售后收益。

Rohit Bhola深入研究了下一代智能出行架构解决方案的细节，并将当前普遍存储技术选择方案和自动驾驶功能普及后需要的大容量解决方案进行了对比。 三星半导体致力于满足汽车应用不断增长的DRAM需求：

• • 将当前的X32 LPDDR4X 4.266Gbps转换为x64 LPDDR5X 8.5Gbps。
  • 随着汽车制造商推出更多自动驾驶功能，LPDDR5X 8.5Gbps、GDDR6 12Gbps和GDDR7 32Gbps（每个引脚）将成为提供必须内存带宽的基础技术。
  • 未来，实现完全自动驾驶之时，转向高带宽内存（HBM，一种3D堆叠型DRAM）将成为必然选择。

NAND技术不断演进满足未来汽车存储需求：

• • 当前的eMMC解决方案为汽车存储提供了坚实的基础。
  • 为满足更高的可配置性，三星半导体推出可插拔车用SSD。

通用芯粒互连技术（UCle芯片间接口）等新兴芯片封装技术将成为未来内存实现更高速度、容量、可配置性解决方案发展的动力。   后续的会议中，Yuchul（Mike）Hwang介绍了满足汽车行业严格要求的产品检测和品控管理的重要性，以及响应客户服务的严格审查。 通常商用级产品的故障率为100ppm，而该领域在整个产品生命周期内的故障率目标却是令人难以置信的1ppm。为达成这一目标，三星半导体不仅需要满足车规级要求，还需在汽车范围电压和极限温度下进行老化（Burn-in）。然而，三星半导体通过创新实现了远超这些基本要求的成绩：

• • 采用“左移”策略在每一代开发周期中更早引入检测方法，籍以改进验证。
  • 在常规AEC-Q100测试基础上，延长一倍测试时间，并增加了包括指示电流水平、耐腐蚀性以及耐冲击和耐振动等方面的可靠性测试。
  • 组建经验丰富的高级工程师团队，对退货零件进行故障分析，快速确定故障根本原因，并在两周内提供故障分析报告。
  • 每天评估晶圆代工厂（fab）的性能，确保从优秀的晶圆代工厂中筛选产品，并将所有低于“优秀”质量级别的零件从汽车产品流程中剔除。

这些方法是三星的核心差异化要素，演讲内容深入介绍说明了三星在这一领域发挥的先导作用。