意法半導體xMemory技術提升車用MCU靈活設計與功能擴展

隨著E/E架構和軟件定義汽車技術對車內微控制器的性能與應用場景要求越來越高，存儲單元的技術也面臨著巨大的設計挑戰，一方面要求存儲單元規格盡可能豐富，另一方面又需要存儲單元能夠滿足更強可擴展計算平臺的實際需求。

 針對這樣的市場趨勢，意法半導體新推出的Stellar微控制器內置了xMemory技術，作為Stellar系列汽車微控制器內置的新一代可改變存儲配置的存儲器，它為正在發展的軟件定義汽車以及不斷進化的電動汽車架構提供了一個更為簡單且具有更強可擴展性的計算平臺。xMemory基于意法半導體專有相變存儲器 (PCM) 技術，預計2025年底投產，它可改變存儲配置讓汽車廠商能夠不斷開發創新應用，包括更多需要大容量內存的人工智能應用

汽車市場在不斷轉型，意法半導體汽車MCU業務部門Davide Santo介紹，在車規級的微控制器應用方面，意法半導體更加關注于電子控制單元，因為電子控制單元進一步的聚合，以及包括它的控制能力，能夠為車輛未來的功能迭代和功能發展創造新的可能性。得益于擁有完成汽車半導體設計和制造能力，意法半導體通過進一步的迭代和創新MCU及存儲技術實現對車規級MCU的功能擴展。

意法半導體一直處于汽車 MCU 從閃存向嵌入式非易失性存儲器 (eNVM) 技術過渡的前沿，推出了首個車規 28nm eNVM技術，同時這也是 xMemory 的核心技術。與RRAM、MRAM、閃存等 NVM 技術相比，ST的嵌入式相變存儲器 (ePCM) 在能效、性能、面積 (PPA) 指標上表現更好。PCM 擁有業界最小的 eNVM存儲單元，18nm和28nm PCM的存儲密度是其他技術的兩倍。 

意法半導體eNVM 的PCM技術具是有非常獨特的特性的。首先也是最重要的，它提供了同類最小的存儲單元，存儲單元小不僅能夠帶來進一步的物理優勢，同時也可以集成在嵌入式的微控制器當中，實現最小的存儲區。更重要的一點是，這一項技術本身有非常強的耐高溫性能，也有非常強的耐輻射性能。更重要的一點，它能夠在惡劣工況之下也保持較低的功耗，這一項技術從二十年前一直發展到現在，它的技術成熟度的水平已經非常高了。 

當將現有的PCM的技術和其他的一些競爭對手在汽車當中所使用的技術來進行對比的時候，意法半導體需要清楚的考量，為什么高密度的內存，以及包括內存密度會如此重要。PCM技術能夠幫助主機廠在提供技術可能性的同時，在同樣大小的物理空間當中能夠擁有兩倍以上的信息存儲量。對于這個技術本身來說，意法半導體決定要使用它來進一步的提升我們產品新的屬性，稱之為xMemory，它最主要的一個特性是可以實現內存芯片的可擴展性，也就是說，不管是在開發過程當中，甚至是在產品本身的生命周期當中，可擴展性都是產品非常重要的功能，因為它可以允許我們把在不增加總體運算和成本的情況下進一步的豐富產品的屬性。如果每次考慮到產品成本的時候，它和傳統的產品的可擴展性是不一樣的，在傳統產品的擴展性當中，我們所提到的是物理尺度的可擴展，而今天我們所提到的產品擴展性是更加屬性，以及包括功能的可擴展，與此同時，不需要去增加進一步的成本提升。這個技術對客戶來說有什么樣的價值呢？意味著客戶可以在他們如今的產品當中，進一步釋放產品的潛力，而無需從本質上去改變產品本身。因為就產品本身來說，它仍然是同一款產品，它仍然是以同樣的開發目的在使用,使用在同樣的場景當中。 

不同于因需要不同存儲容量而使用多個不同芯片從而引發不同芯片相關的開發和測試成本，內置xMemory的Stellar微控制器是當前市場首款可改變存儲配置的創新產品，為客戶提供了高能效和高性價比的解決方案。采用從一開始就簡化的方法，汽車制造商能夠使他們的汽車設計更具前瞻性。這種方法不僅在開發周期的后期為創新提供了更大的空間，還有助于降低開發成本，并通過簡化供應鏈流程來加快產品的上市時間。Stellar P6 MCU是首款采用 xMemory的Stellar微控制器，主要用于電動汽車的電驅系統新趨勢和架構，計劃將于 2025 年底投產。 

汽車制造商需要無縫集成軟硬件，最大限度地提高軟硬件跨平臺二次使用率，延長汽車生命周期，并增強數字化功能。隨著汽車行業不斷推出新功能、新法規和對內存容量需求很大的人工智能和機器學習應用，以及無線 (OTA) 更新功能，軟件變得日益復雜，內存容量成為汽車發展的瓶頸。為解決這一挑戰，意法半導體的 xMemory 存儲技術可以在開發階段或車輛使用過程中擴大內存容量，讓汽車應用程序更新升級不再受內存空間的限制。

在軟件定義汽車生命周期開始階段選擇正確的MCU，可確保微控制器能夠為未來的軟件開發提供充足的存儲空間。選擇存儲容量過高的芯片會增加成本，而選擇存儲容量過低的芯片則可能需要后期尋找存儲空間更大的MCU，并重新測試，從而增加了開發復雜性、成本和時間。內置xMemory的Stellar MCUs 的價格具有競爭力，可以節省更多成本，簡化OEM供應鏈，并延長產品壽命，最大限度擴大跨項目二次使用率，縮短檢測時間，從而加快產品上市。

對于xMemory來說，Davide Santo介紹它的第三大優勢就是進一步加速上市時間。對于傳統的汽車主機廠而言，對于汽車概念開發，以及包括后期的車輛生產，往往需要很長的時間，一年時間來做產品概念生成，三年時間來做研發，甚至更長的時間來做汽車的生產。但是目前的情況是，在亞洲地區，特別是在中國，很多新的車企的平臺開發速度要快很多，較之傳統的主機廠商來說，這一進程已經縮短了40%，而很多的車輛在現有的成熟平臺上來進行開發，它甚至可以將上市時間縮短60%。甚至很多車型不到18個月就可以上市。為了能夠進一步的確保我們和汽車行業的上市速度保持同步，整個半導體行業要必須要采取行動。就半導體行業而言，產品和驗證是需要時間的，整個芯片的開發，包括制造和準備都需要較長的時間。而對于xMemory來說，它本身的可改變存儲配置，就能夠幫助去滿足未來平臺不斷演進當中的需求，并且它非常的靈活，可以進行重復性的使用，更加面向未來的技術發展趨勢，可以隨著汽車行業當中技術的推移而產生相應的適應性的變化，并且能夠在未來的產品當中滿足多功能的復雜需求，而不需要主機廠進行重新設計，或者是重新制造零件。 

總結xMemory的價值，Davide Santo認為意法半導體現在擁有一個設計靈活的車規級微控制器產品組合，其中就包括產品多樣的Stellar系列，而隨著xMemory的推出，它能夠為意法半導體帶來一個更加靈活的產品組合。Stellar with xMemory微控制器獨特的價值是它能夠幫助車企以及包括客戶進一步降低開發成本和復雜性，并且進一步的加速產品的上市時間，降低客戶開發成本。