隨著汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化深度轉(zhuǎn)型，高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)已成為保障行車安全的核心組件，其功能涵蓋自適應(yīng)巡航、緊急制動(dòng)、車道保持等關(guān)鍵場景。ADAS安全系統(tǒng)的可靠性直接決定駕乘人員生命安全，而存儲(chǔ)模塊作為數(shù)據(jù)承載核心，需滿足高速讀寫、非易失性、高耐久性、寬溫適配等嚴(yán)苛要求。磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)作為新型非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，憑借自旋電子學(xué)原理實(shí)現(xiàn)了速度與非易失性的兼顧。

ADAS安全系統(tǒng)的存儲(chǔ)需求具有鮮明的特殊性，區(qū)別于普通車載存儲(chǔ)，其核心訴求集中在四大維度。其一，高速讀寫能力，ADAS系統(tǒng)需實(shí)時(shí)采集攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等多傳感器數(shù)據(jù)，每秒數(shù)據(jù)量可達(dá)數(shù)百M(fèi)B，且需快速調(diào)用算法模型完成決策，存儲(chǔ)延遲需控制在納秒級以避免決策滯后;其二，絕對非易失性，車輛碰撞、電源中斷等極端場景下，故障碼、碰撞前30秒傳感器數(shù)據(jù)等關(guān)鍵信息需永久留存，為事故溯源和系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)，傳統(tǒng)易失性存儲(chǔ)無法滿足這一需求;其三，高耐久性，ADAS系統(tǒng)生命周期與車輛一致，需支持百萬次以上高頻擦寫，尤其事件數(shù)據(jù)記錄儀(EDR)等模塊，單輛車生命周期內(nèi)寫入量可達(dá)TB級，對存儲(chǔ)壽命提出極致要求;其四，嚴(yán)苛環(huán)境適配，車載環(huán)境存在-40℃~125℃的寬溫波動(dòng)、振動(dòng)、電磁干擾等問題，存儲(chǔ)芯片需通過AEC-Q100汽車級認(rèn)證，確保長期穩(wěn)定運(yùn)行。

非易失性MRAM的技術(shù)特性的天然契合ADAS安全系統(tǒng)的核心需求，相較于傳統(tǒng)車載存儲(chǔ)方案展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。MRAM基于磁隧道結(jié)(MTJ)結(jié)構(gòu)，利用磁矩翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，無需依賴電荷捕獲，從原理上突破了“快=易失，慢=非易失”的傳統(tǒng)局限，實(shí)現(xiàn)了SRAM級的高速與Flash級的非易失性結(jié)合。在讀寫性能上，MRAM讀操作延遲可低至50ns以內(nèi)，寫操作無需“擦除-寫入”兩步流程，單字節(jié)寫入時(shí)間同樣可達(dá)納秒級，能夠完美匹配ADAS多傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀寫需求，避免因存儲(chǔ)延遲導(dǎo)致的安全決策失誤，這一點(diǎn)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)EEPROM和NOR Flash。

在可靠性與耐久性方面，MRAM的表現(xiàn)尤為突出。其數(shù)據(jù)保存無需持續(xù)供電，斷電后可穩(wěn)定留存20年以上，無需額外備用電池，既降低了BOM成本，也避免了電池漏液、壽命不足等隱患，徹底解決了傳統(tǒng)SRAM需搭配備用電源實(shí)現(xiàn)非易失性的痛點(diǎn)。同時(shí)，MRAM的擦寫壽命遠(yuǎn)超ADAS安全系統(tǒng)需求，可達(dá)101?次以上，實(shí)現(xiàn)無限次擦寫，相比傳統(tǒng)NAND Flash的數(shù)萬次擦寫壽命，能有效避免高頻數(shù)據(jù)寫入導(dǎo)致的存儲(chǔ)失效，尤其適用于EDR、ADAS傳感器融合等高頻寫入場景。此外，主流MRAM產(chǎn)品均通過AEC-Q100汽車級認(rèn)證，工作溫度覆蓋-40℃~+125℃，抗振動(dòng)、抗電磁干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)存儲(chǔ)芯片，可適應(yīng)引擎艙、域控制器等嚴(yán)苛車載環(huán)境。

低功耗特性進(jìn)一步提升了MRAM在ADAS安全系統(tǒng)中的適配性。ADAS系統(tǒng)需長期待機(jī)運(yùn)行，存儲(chǔ)模塊的功耗直接影響車輛續(xù)航，尤其是新能源汽車對低功耗組件需求更為迫切。MRAM待機(jī)功耗僅為1μA級別，寫入時(shí)功耗也不超過5mA，無需像DRAM那樣進(jìn)行周期性刷新，大幅降低了系統(tǒng)整體功耗，相較于傳統(tǒng)存儲(chǔ)方案，可有效延長車輛續(xù)航里程，同時(shí)減少發(fā)熱，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。此外，MRAM支持SPI等標(biāo)準(zhǔn)接口，兼容主流車載微控制器，可直接適配現(xiàn)有ADAS系統(tǒng)架構(gòu)，無需大規(guī)模重構(gòu)硬件，降低了應(yīng)用落地成本與周期。

盡管MRAM具備諸多優(yōu)勢，但目前在ADAS安全系統(tǒng)中的規(guī)模化應(yīng)用仍面臨部分挑戰(zhàn)。其一，存儲(chǔ)密度不足，受MTJ結(jié)構(gòu)物理限制，當(dāng)前主流MRAM單芯片容量多為MB級，最高僅達(dá)16Mb，難以滿足ADAS系統(tǒng)中高清地圖、大量算法模型等大容量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求，而DRAM、NAND Flash的容量已實(shí)現(xiàn)GB級、TB級突破，這一差距限制了MRAM在主存儲(chǔ)場景的應(yīng)用。其二，單位容量成本較高，MRAM的MTJ制備工藝復(fù)雜，需額外增加磁控濺射、光刻對準(zhǔn)等工序，量產(chǎn)規(guī)模尚未達(dá)到傳統(tǒng)存儲(chǔ)芯片水平，導(dǎo)致單位容量成本遠(yuǎn)高于Flash和DRAM，增加了ADAS系統(tǒng)的硬件成本，不利于中低端車型的普及應(yīng)用。其三，產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚不完善，目前MRAM量產(chǎn)廠商較少，產(chǎn)品規(guī)格較為單一，針對ADAS安全系統(tǒng)的定制化產(chǎn)品不足，同時(shí)軟硬件適配優(yōu)化仍需加強(qiáng)，部分高端ADAS系統(tǒng)對存儲(chǔ)帶寬的極致需求，仍需MRAM與其他存儲(chǔ)技術(shù)協(xié)同適配。

針對上述挑戰(zhàn)，行業(yè)已開啟技術(shù)突破與方案優(yōu)化之路。在存儲(chǔ)密度方面，SK海力士等企業(yè)已開發(fā)出64Gb測試芯片，通過1S-1M架構(gòu)和精細(xì)化MTJ堆疊技術(shù)，將單元尺寸壓縮至20.5nm，逐步提升存儲(chǔ)密度，未來有望實(shí)現(xiàn)GB級容量突破。在成本控制方面，隨著量產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和工藝迭代，MRAM的單位容量成本正逐步下降，同時(shí)廠商通過優(yōu)化封裝工藝、簡化控制邏輯，進(jìn)一步降低應(yīng)用成本，推動(dòng)其在車載領(lǐng)域的普及。在方案適配方面，“MRAM+NAND Flash”混合存儲(chǔ)架構(gòu)成為當(dāng)前最優(yōu)解，MRAM負(fù)責(zé)存儲(chǔ)高頻讀寫的關(guān)鍵安全數(shù)據(jù)(如故障碼、實(shí)時(shí)決策數(shù)據(jù))，NAND Flash負(fù)責(zé)存儲(chǔ)大容量數(shù)據(jù)(如高清地圖、算法模型)，實(shí)現(xiàn)性能與容量的兼顧，既發(fā)揮了MRAM的高速、高可靠優(yōu)勢，又彌補(bǔ)了其容量不足的短板，已在部分高端ADAS系統(tǒng)中試點(diǎn)應(yīng)用。

綜上，非易失性MRAM憑借高速讀寫、高耐久性、寬溫適配、低功耗等核心特性，完美契合ADAS安全系統(tǒng)對存儲(chǔ)模塊的嚴(yán)苛要求，是ADAS安全存儲(chǔ)的理想解決方案之一。盡管目前在存儲(chǔ)密度、成本控制、產(chǎn)業(yè)生態(tài)等方面仍存在不足，但隨著技術(shù)的持續(xù)突破和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的不斷完善，這些瓶頸將逐步打破。未來，隨著自動(dòng)駕駛等級向L4、L5級升級，ADAS安全系統(tǒng)對存儲(chǔ)可靠性、實(shí)時(shí)性的需求將進(jìn)一步提升，MRAM有望與其他存儲(chǔ)技術(shù)協(xié)同發(fā)展，成為車載安全存儲(chǔ)領(lǐng)域的核心力量，為自動(dòng)駕駛安全保駕護(hù)航，推動(dòng)汽車智能化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。