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在汽車 “新四化” 浪潮的推動(dòng)下，軟件定義汽車（SDV）正重塑汽車產(chǎn)業(yè)格局。SDV 以軟件主導(dǎo)車輛功能定義與迭代，推動(dòng)汽車從傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品向智能化終端轉(zhuǎn)型。不過，SDV 也帶來諸多挑戰(zhàn)：軟件復(fù)雜度呈指數(shù)級增長，需靈活調(diào)整存儲配置以適配多樣化功能場景；持續(xù)的升級迭代，更讓開發(fā)人員面臨的難度不斷攀升。

為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，給 SDV 打造更簡潔且擴(kuò)展性更強(qiáng)的計(jì)算平臺，意法半導(dǎo)體（ST）推出內(nèi)置 xMemory 的 Stellar 車規(guī)級微控制器（MCU）。xMemory 是 Stellar 系列汽車 MCU 內(nèi)置的新一代可動(dòng)態(tài)調(diào)整存儲配置的存儲器，為汽車 OEM 廠商提供了內(nèi)存顆粒度近乎無限的可擴(kuò)展解決方案。

意法半導(dǎo)體汽車 MCU 事業(yè)部高級總監(jiān)兼事業(yè)部戰(zhàn)略辦公室成員 DAVIDE SANTO 表示，SDV 使汽車能夠定期更新功能，顯著延長汽車使用壽命。在此過程中，汽車行業(yè)既要進(jìn)一步保障車輛安全性，又要以更低成本集成更豐富功能。而借助 xMemory，意法半導(dǎo)體 Stellar 車規(guī)級 MCU 在相同成本和物理限制條件下，實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)的功能擴(kuò)展性。

SDV 在汽車總產(chǎn)量中的占比持續(xù)攀升

繼電氣化和智能化之后，SDV 成為汽車行業(yè)發(fā)展的第三大核心趨勢。SDV 通過軟硬件解耦實(shí)現(xiàn)功能靈活定義，推動(dòng)傳統(tǒng)分布式架構(gòu)向集中式域控架構(gòu)升級，降低對硬件迭代的依賴。摩根士丹利研究數(shù)據(jù)顯示，SDV 在汽車總產(chǎn)量中的占比預(yù)計(jì)將從 2021 年的 3.4% 躍升至 2029 年的 90%，并在未來幾年帶動(dòng)半導(dǎo)體領(lǐng)域相關(guān)支出新增 150 億美元。

SDV 讓 OTA（空中下載技術(shù)）成為汽車功能標(biāo)配，其支持獨(dú)立更新軟件模塊，大幅降低升級復(fù)雜度。通過 OTA，不僅能修復(fù)軟件漏洞、新增功能，延長車輛生命周期，還能有效提升用戶粘性。這一變革也促使汽車銷售模式轉(zhuǎn)變，車企從 “一次性硬件銷售” 轉(zhuǎn)向 “軟件服務(wù)訂閱”，例如輔助駕駛系統(tǒng)按月付費(fèi)，OTA 成為功能交付的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

作為軟件運(yùn)行的載體，汽車硬件在實(shí)現(xiàn) SDV 時(shí)面臨諸多挑戰(zhàn)。過去，分布式電子電氣架構(gòu)依賴硬件更新實(shí)現(xiàn)功能升級，而集中式域控架構(gòu)則通過軟件層抽象硬件差異。由此可見，SDV 對電子控制單元的技術(shù)要求，體現(xiàn)了汽車電子從 “功能固化” 向 “靈活可配置” 的轉(zhuǎn)型。這一轉(zhuǎn)型的核心在于，通過硬件平臺標(biāo)準(zhǔn)化、安全機(jī)制強(qiáng)化與軟件生態(tài)開放，支撐汽車全生命周期的持續(xù)迭代。同時(shí)，隨著市場競爭加劇，汽車 OEM 都在努力縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。DAVIDE SANTO 指出，SDV 推動(dòng)電子控制單元集成度不斷提升，多合一的電驅(qū)系統(tǒng)就是典型例證。在這場激烈的行業(yè)競爭中，MCU的設(shè)計(jì)選擇至關(guān)重要，它既可能成為業(yè)務(wù)增長的催化劑，也可能成為限制發(fā)展的瓶頸。

未來 3 年，意法半導(dǎo)體將推出 70 多款產(chǎn)品，涵蓋專門用于汽車領(lǐng)域的 Stellar 家族系列，以及 STM32 系列產(chǎn)品的更新和功能擴(kuò)展。

xMemory 重新定義 MCU 存儲

從方案部署角度來看，SDV 帶來的軟件復(fù)雜度提升，對 MCU 提出了集成更大容量 NOR Flash 與 DRAM 的需求。傳統(tǒng) MCU 因存儲容量不同，需同步推出多個(gè)芯片版本。隨著算法升級，汽車 OEM 不得不更換更大尺寸的 MCU，導(dǎo)致基于傳統(tǒng) MCU 的方案尺寸也不斷增大。這不僅增加了汽車 OEM 的庫存管理難度，還讓升級迭代面臨方案重新設(shè)計(jì)開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

DAVIDE SANTO 介紹，意法半導(dǎo)體的 xMemory 基于相變存儲器（PCM）技術(shù)，與市面上的 RRAM、MRAM、閃存等 eNVM 技術(shù)相比，具備獨(dú)特且領(lǐng)先的技術(shù)特性：

·存儲單元更小：xMemory 基于 28nm 與 18nm FD - SOI（全耗盡型絕緣體上硅）工藝，存儲密度可達(dá)競品兩倍以上，28nm 工藝的 xMemory 每比特占用面積僅 0.019μm2。較小的存儲單元使 xMemory 在物理尺寸上更具優(yōu)勢，能夠以最小存儲區(qū)集成到嵌入式MCU中。

·產(chǎn)品品質(zhì)更高：xMemory 耐高溫性能優(yōu)異，符合 AEC - Q100 標(biāo)準(zhǔn)要求；同時(shí)具備行業(yè)頂尖的抗輻射能力。

·能效水平出色：即便在惡劣工況下，xMemory 也能有效降低功耗。

·技術(shù)成熟度高：意法半導(dǎo)體一直走在汽車 MCU 從閃存向嵌入式非易失性存儲器（eNVM）技術(shù)過渡的前沿，其推出的首個(gè)車規(guī) 28nm eNVM 技術(shù)，正是 xMemory 的核心技術(shù)。

此外，xMemory 還有一個(gè)重要特性 —— 顯著提升內(nèi)存芯片的可擴(kuò)展性。無論是產(chǎn)品開發(fā)階段，還是整個(gè)產(chǎn)品生命周期，可擴(kuò)展性都是產(chǎn)品的關(guān)鍵功能。與傳統(tǒng)產(chǎn)品在物理尺寸上的擴(kuò)展不同，配備 xMemory 的 Stellar 系列 MCU 無需增加預(yù)算、擴(kuò)大產(chǎn)品尺寸，就能實(shí)現(xiàn)存儲配置擴(kuò)展。對開發(fā)人員而言，這意味著無需更改方案設(shè)計(jì)，即可充分釋放產(chǎn)品性能。Stellar 系列 MCU 還能幫助開發(fā)人員提升 BOM 管理水平。意法半導(dǎo)體提供的方案中，單個(gè)部件號可滿足多個(gè) eNVM 項(xiàng)目的不同容量需求，簡化了采購和庫存管理流程。這不僅優(yōu)化了物流效率，降低庫存錯(cuò)配風(fēng)險(xiǎn)，還能通過規(guī)模效應(yīng)降低整體 BOM 成本。

對于汽車 OEM，尤其是中國市場的汽車 OEM 來說，配備 xMemory 的 Stellar 系列 MCU 能顯著加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。當(dāng)前，中國市場汽車 OEM 的平臺開發(fā)速度大幅提升，從概念驗(yàn)證到汽車生產(chǎn)的周期已縮短 40%；若采用成熟平臺開發(fā)，整個(gè)上市周期甚至可縮短 60%，很多車型不到 18 個(gè)月即可上市。傳統(tǒng) MCU 的芯片開發(fā)、驗(yàn)證和量產(chǎn)周期較長，難以匹配汽車 OEM 的快節(jié)奏開發(fā)需求。而 Stellar 系列 MCU 憑借 xMemory 可靈活調(diào)整存儲配置，能在汽車平臺迭代過程中重復(fù)使用，復(fù)雜功能系統(tǒng)無需汽車 OEM 重新設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

目前，意法半導(dǎo)體已擁有設(shè)計(jì)靈活的車規(guī) MCU 產(chǎn)品組合，其中 Stellar 系列產(chǎn)品豐富多樣。隨著 xMemory 技術(shù)的推出，專有的 PCM 技術(shù)賦予 Stellar 系列更強(qiáng)的存儲配置擴(kuò)展能力。DAVIDE SANTO 表示，即將推出的基于 Arm? 處理器的 Stellar P 和 G 兩大系列 MCU 將集成新一代 PCM 技術(shù)，即 xMemory 技術(shù)，計(jì)劃于 2025 年底投產(chǎn)。Stellar P 和 G 兩大系列的開發(fā)工具鏈與現(xiàn)有 Stellar 系列完全兼容，開發(fā)人員可通過標(biāo)準(zhǔn)軟件庫和安全開發(fā)套件快速上手，無需額外學(xué)習(xí)成本。

結(jié)語

xMemory 技術(shù)不僅是 MCU 內(nèi)存領(lǐng)域的一次重大革新，更是意法半導(dǎo)體對軟件定義汽車時(shí)代的深度回應(yīng)。Stellar 系列 MCU 將高密度存儲、動(dòng)態(tài)擴(kuò)展與高效供應(yīng)鏈管理相結(jié)合，為車企提供了 “一次設(shè)計(jì)、持續(xù)升級” 的全周期解決方案，助力車企應(yīng)對功能復(fù)雜度激增、開發(fā)周期壓縮、成本控制嚴(yán)格等多重挑戰(zhàn)。隨著 2025 年底 Stellar P 和 G 系列的量產(chǎn)，xMemory 有望提升意法半導(dǎo)體下一代車規(guī)級 MCU 的核心競爭力，推動(dòng)汽車電子邁入 “硬件穩(wěn)定、軟件無限” 的全新發(fā)展階段。