MRAM:汽車電子時代的存儲革命
隨著汽車向電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速轉(zhuǎn)型,車載電子系統(tǒng)對存儲技術(shù)的要求日益嚴(yán)苛。從發(fā)動機控制單元(ECU)到高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS),再到自動駕駛決策平臺,都需要兼具高速讀寫、非易失性、寬溫適應(yīng)和低功耗的存儲解決方案。磁性隨機訪問存儲器(MRAM)憑借其獨特的技術(shù)特性,正逐步替代傳統(tǒng)閃存和 DRAM,成為汽車應(yīng)用的理想選擇。
一、技術(shù)特性:完美契合汽車存儲核心訴求
MRAM 基于磁阻效應(yīng)存儲數(shù)據(jù),兼具非易失性、高速讀寫、低功耗和高耐久性四大核心優(yōu)勢,恰好匹配汽車電子的嚴(yán)苛要求。與傳統(tǒng)存儲技術(shù)相比,其性能優(yōu)勢尤為突出:在讀寫速度上,MRAM 接近 DRAM,比 NOR Flash 快數(shù)百倍,可實現(xiàn)微秒級數(shù)據(jù)響應(yīng),滿足 ADAS 系統(tǒng)實時處理傳感器數(shù)據(jù)的需求;在數(shù)據(jù)保留上,即使斷電也能長久保存信息,避免了傳統(tǒng) DRAM 掉電丟數(shù)據(jù)的隱患,確保發(fā)動機參數(shù)、安全系統(tǒng)配置等關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失。
功耗控制是 MRAM 的另一大亮點。電動汽車對能源效率的極致追求,使得低功耗存儲成為剛需。MRAM 的功耗較傳統(tǒng)閃存降低 70% 以上,且無需像 Flash 那樣進行擦除操作即可直接寫入,大幅減少能源消耗,間接延長電動車?yán)m(xù)航里程。在耐久性方面,MRAM 支持無限次讀寫循環(huán),遠超 Flash 的 1 萬 - 10 萬次上限,能夠承受汽車電子系統(tǒng)頻繁的 OTA 升級和數(shù)據(jù)更新需求,恩智浦應(yīng)用在 S32 汽車平臺的 MRAM 產(chǎn)品,已實現(xiàn)百萬次更新周期的耐久性認證。
寬溫適應(yīng)性則讓 MRAM 在汽車復(fù)雜環(huán)境中如魚得水。汽車電子設(shè)備需在 - 40℃至 150℃的極端溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作,傳統(tǒng)存儲在高溫環(huán)境下易出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移或失效。而臺積電 22 納米 MRAM 已實現(xiàn) 150℃下 20 年數(shù)據(jù)保留,三星 14 納米 eMRAM 更是專為車載場景設(shè)計,可在惡劣溫濕度條件下保持穩(wěn)定性能,完美適配發(fā)動機艙、底盤等關(guān)鍵部位的安裝需求。
二、場景適配:覆蓋汽車電子全產(chǎn)業(yè)鏈需求
從基礎(chǔ)控制到高階智能,MRAM 的應(yīng)用已滲透汽車電子各大核心場景,成為提升車輛性能與安全性的關(guān)鍵支撐。在動力總成控制系統(tǒng)中,MRAM 實時處理發(fā)動機傳感器數(shù)據(jù),優(yōu)化燃油效率與排放控制,其高速響應(yīng)能力確保了動力輸出的平順性。在安全系統(tǒng)中,智能氣囊、電子穩(wěn)定程序(ESP)等設(shè)備依賴 MRAM 存儲觸發(fā)閾值和工作參數(shù),非易失性特性保證了緊急情況下系統(tǒng)能快速調(diào)用關(guān)鍵數(shù)據(jù),提升碰撞防護的精準(zhǔn)度。
ADAS 與自動駕駛是 MRAM 的核心應(yīng)用場景。高級別自動駕駛汽車每秒需處理 TB 級傳感器數(shù)據(jù),對存儲的吞吐量和延遲提出極致要求。MRAM 的低延遲(較 Flash 降低 1000 倍)和高并發(fā)讀寫能力,可實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的實時融合與決策分析,為自動緊急制動、車道保持等功能提供毫秒級響應(yīng)保障。恩智浦將 16 納米 MRAM 應(yīng)用于 S32 平臺,正是看中其支持軟件定義汽車頻繁 OTA 升級的能力,滿足自動駕駛算法持續(xù)迭代的需求。
此外,MRAM 在車載信息娛樂系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、事件數(shù)據(jù)記錄器(EDR)等場景也展現(xiàn)出獨特價值。例如,EDR 作為汽車 "黑匣子",需要在碰撞瞬間快速記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù),MRAM 的高速寫入和非易失性確保了數(shù)據(jù)完整性,為事故分析提供可靠依據(jù);BMS 中采用 MRAM,可精準(zhǔn)記錄電池充放電循環(huán)數(shù)據(jù),優(yōu)化電池管理策略,延長電池使用壽命。
三、行業(yè)落地:巨頭加持,產(chǎn)業(yè)化進程加速
MRAM 的汽車應(yīng)用已從技術(shù)驗證走向規(guī)模量產(chǎn),全球科技巨頭與車企的積極布局,推動其成為下一代車載存儲的主流方案。臺積電、三星等代工廠紛紛加碼 MRAM 產(chǎn)能,臺積電 22 納米 MRAM 已實現(xiàn)量產(chǎn),16 納米產(chǎn)品進入客戶驗證階段,預(yù)計未來將推進至 5 納米工藝;三星 2025 年推出的 14 納米 eMRAM,專為汽車應(yīng)用設(shè)計,直接對標(biāo)臺積電方案,引發(fā)行業(yè)競爭白熱化。
汽車芯片廠商也在加速導(dǎo)入 MRAM 技術(shù)。英飛凌下一代 Aurix 微控制器放棄傳統(tǒng)嵌入式閃存,采用 MRAM 技術(shù)提升 ADAS 系統(tǒng)的抗擾度和寫入效率;恩智浦、瑞薩等企業(yè)紛紛與代工廠合作開發(fā)車載 MRAM IP,推動技術(shù)在汽車電子中的規(guī)?;瘧?yīng)用。國內(nèi)企業(yè)同樣不甘落后,青島海存微電子投資 6 億元建設(shè) 8 英寸 MRAM 后道加工生產(chǎn)線,預(yù)計 2025 年底通線,填補國內(nèi)車載 MRAM 產(chǎn)能空白。
市場前景更為廣闊。據(jù)預(yù)測,到 2028 年,包含 MRAM 在內(nèi)的新型存儲技術(shù)將占據(jù)汽車存儲市場 27 億美元規(guī)模,其中 MRAM 占比約 25%,年復(fù)合增長率達 94%。隨著軟件定義汽車、自動駕駛技術(shù)的持續(xù)演進,MRAM 的高速、可靠、低功耗特性將進一步凸顯,成為汽車電子產(chǎn)業(yè)升級的核心支撐。
結(jié)語
在汽車向智能終端轉(zhuǎn)型的浪潮中,存儲技術(shù)的革新成為關(guān)鍵驅(qū)動力。MRAM 憑借非易失性與高速讀寫的完美結(jié)合、寬溫環(huán)境下的穩(wěn)定表現(xiàn)、低功耗與高耐久性的核心優(yōu)勢,精準(zhǔn)匹配了汽車電子從基礎(chǔ)控制到高階智能的全場景需求。在全球科技巨頭的技術(shù)迭代與產(chǎn)能加持下,MRAM 正加速替代傳統(tǒng)存儲,成為汽車應(yīng)用的理想選擇,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的安全、高效、可持續(xù)發(fā)展注入強勁動力。





