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Speichertechnologien – heute und morgen

Das Auto treibt die Innovationskraft

an ADAS-Funktionen werden Autos immer mehr zu Datenzentren auf Rädern. Um mehr über die Herausforderungen zu erfahren, die diese Transformation mit sich bring
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Mit dem zunehmenden Umfang an ADAS-Funktionen werden Autos immer mehr zu Datenzentren auf Rädern. Über die Herausforderungen, die diese Transformation mit sich bringt, sprach Elektronik automotive mit Dr. Reinhard Weigl, Senior Director of Automotive Marketing der Embedded Business Unit von Micron.

Wir erleben den größten Wandel in der Automobilindustrie, seit das erste Ford Model T vor mehr als 100 Jahren vom Band lief. Heutige Autos enthalten ca. 100 Millionen Codezeilen [1] und generieren gewaltige Datenmengen, die innerhalb des Fahrzeugs verarbeitet werden müssen, um wichtige Entscheidungen nahezu in Echtzeit zu treffen – was die höchsten Anforderungen an die Rechen- und Speicherleistung von Computing-Anwendungen stellt. Diese Herausforderungen im Automobilbereich können nur mit speziell dafür ausgelegten und für Automotive qualifizierten Lösungen bewältigt werden, wie Dr. Reinhard Weigl im Interview mit Elektronik-automotive betont.

Elektronik automotive: Dr. Weigl, Micron ist seit 30 Jahren auf dem Automobilmarkt tätig. Wie kam es dazu und was macht den Automotive-Markt für den Speicherhersteller so attraktiv?

Dr. Reinhard Weigl: Micron ist vor 30 Jahren mit der Qualifikation einer 16-Kb-EEPROM-Lösung für einen Antriebsstrang in den Automobilmarkt eingestiegen. Für damalige Verhältnisse war das ein Bauteil mit hoher Kapazität, aber unsere führenden technischen Köpfe erkannten das enorme Potenzial für Innovation und Wachstum. Die heutige Automobilindustrie stellt einen krassen Gegensatz dazu dar: Es zeigt sich, dass Automotive-Anwendungen zu einem der wichtigsten Treiber für die Weiterentwicklung von Speichertechnologien werden. Autonome Fahrzeuge (AVs), fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS), Infotainment im Fahrzeug (IVI) und vernetzte Autos beschleunigen die Innovation und die Nachfrage nach Speicher und Speichertechnik für datenzentriertes Computing in Fahrzeugen.

Dr. Reinhard-Weigl von Micron
Dr. Reinhard Weigl von Micron.
© Micron

Außerdem lassen sich Autokäufer bei ihren Kaufentscheidungen jetzt von Unterscheidungsmerkmalen wie ADAS-Funktionen der Level 2 (z. B. adaptiver Tempomat, Spurhalte- und Einparkhilfe) oder Level 3 (Übernahme der Bedienung durch den Fahrer), verbesserter Konnektivität, größeren Displays und vollständiger Digitalisierung des Innenraums beeinflussen. All diese Faktoren haben zu einem 2,5-Milliarden-Dollar-Markt für Automotive-Speicher geführt [2], für den bis 2024 ein Wachstum von 24 % prognostiziert wird [3]. Damit handelt es sich um eine der am schnellsten wachsenden Komponentenkategorien auf dem Automotive-Halbleitermarkt [4]. Diese Art von Wachstum würde jeden Markt attraktiv machen. Im Gegensatz zu vielen anderen Märkten weist der Automotive-Markt jedoch eine Reihe einzigartiger Herausforderungen auf, die ein historisches Engagement zu einem Vorteil machen.

Elektronik automotive: Warum ist die Branche dann nicht für alle Speicherhersteller interessant? Welche besonderen Fähigkeiten sind erforderlich, um auf diesem Markt erfolgreich zu sein?

Dr. Reinhard Weigl: Um auf jedem Speicher- und Ablagemarkt erfolgreich zu sein, bedarf es einer starken operativen Leistungsfähigkeit. Aber, wie ich bereits erwähnt habe, hat der Automotive-Markt seine eigenen Herausforderungen. Die Kunden können nicht einfach Lösungen verwenden, die nicht für den Automobilbereich qualifiziert sind. Die Automobilbranche stellt strenge Anforderungen an thermische Toleranzen, Leistung, Lebensdauer und Robustheit, Qualität, funktionale Sicherheit sowie die Einhaltung einer Vielzahl von Automotive-Spezifikationen. Und das ist nicht alles. Um alle erforderlichen Aspekte zu erfüllen, müssen Speicherlösungen mehr als nur Leistung, Kapazität und Energieeffizienz bieten – obwohl diese Eigenschaften natürlich auch wichtig sind. Es bedarf hingegen enormer unternehmensweiter Investitionen und Konzentration, einschließlich spezieller Produktionsstätten, in denen Speicherchips hergestellt werden und Support über eine erweiterte Produktlebensdauer hinweg besteht. Darüber hinaus hängt der Erfolg von einzigartigen Partnerschaften mit der Automobilindustrie und einem unermüdlichen Einsatz für die Kunden ab. Die Unternehmen müssen sich eine »automobile Denkweise« aneignen.

Um die Automobilindustrie umfassend zu unterstützen, investiert Micron kontinuierlich in technologische Innovationen, um seine Kunden jetzt und in Zukunft zu unterstützen. Zu diesen umfangreichen Investitionen gehören spezielle Produktionsstätten, ein Programm für die Langlebigkeit der Produkte, ein Fokus auf funktionale Sicherheit und 13 Kundenlabors rund um den Globus, darunter eines in München. Wir unterstützen jedes Jahr Hunderte von Kundenprogrammen in unseren Labors. Die Bedeutung des Kundensupports durch diese Labors kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden. Was früher »Nice to have« war, stellt heute eine Notwendigkeit dar. Denn ADAS- und AV-Systeme verlangen branchenführende Leistung und höchstmögliche Bandbreiten, die eine enge Zusammenarbeit erforderlich machen, um auf System- und Leiterplattenebene erfolgreich zu sein.

Ich bin seit zehn Jahren bei Micron, und nach all diesen Jahren ist das, worauf ich am meisten stolz bin, unsere enge Zusammenarbeit mit Partnern und Kunden. Diese Zusammenarbeit vermittelt uns ein umfassendes Verständnis aktueller und zukünftiger Branchentrends. Sie hilft uns, kontinuierlich Innovationen voranzutreiben, um die Anforderungen unserer Kunden zu übertreffen.

Elektronik automotive: Vollständig autonome Fahrzeuge werden künftig Terabytes an Daten verarbeiten müssen, die Tag für Tag von einer Vielzahl an unterschiedlichen Sensoren generiert werden. Wie viel Speicherplatz braucht das Auto selbst? Wie viele der Daten können in der Cloud ausgewertet werden?

Dr. Reinhard Weigl: Es ist nicht überraschend, dass diesem Thema viel Aufmerksamkeit geschenkt wird – die Datenmenge, die ein autonomes Fahrzeug erzeugen kann, ist enorm. Je nach Autonomiestufe können AV-Sensoren zwischen 3 bis 40 Gbit/s und etwa 1,4 bis 19 Terabyte pro Stunde erzeugen. Diese Daten müssen in Echtzeit verarbeitet werden, damit rechengestützte Systeme mit künstlicher Intelligenz nahezu in Echtzeit reagieren können, was moderne Fahrzeuge zu ultimativen intelligenten Edge-Lösungen macht. 5G verbessert zwar die Netzwerklatenz, die Leistung und die allgemeine Konnektivität, doch diese Fähigkeiten können nicht garantiert werden. Auch können die AV-Systeme nicht darauf warten, dass die Daten außerhalb des Fahrzeugs in die Cloud oder in das Rechenzentrum eines Unternehmens gelangen.

Die Bedeutung des Supports durch unsere Kundenlabors kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden
© Micron

Die Geschwindigkeit, mit der Daten verarbeitet werden müssen, ist der Schlüssel zum Verständnis, wie viel Speicher ein autonomes Fahrzeug benötigt und welche Daten zur Analyse in die Cloud gehen können. Es gibt jedoch keine feste Formel oder einen festen Wert für die pro Fahrzeug benötigte Speichergröße (und den Speicherplatz). Durch die enge Zusammenarbeit mit unseren Kunden haben wir gelernt, dass die Anforderungen an den Arbeitsspeicher und den Speicherplatz von den System- und Rechenarchitekturen des Kunden, der Anzahl und Art der Sensoren sowie den Marktzielen abhängen. Da es sich bei diesen Systemen meist um proprietäre Systeme handelt, ist für die Ermittlung des passenden Mixes und des geeigneten Memory- und Storage-Typs eine direkte Zusammenarbeit sowohl mit den Tier-1-Zulieferern als auch mit den OEMs erforderlich.

Während kritische Daten, die nahezu in Echtzeit verarbeitet werden müssen, fast nie in die Cloud gesendet werden können, werden einige der von autonomen Fahrzeugen generierten Daten nach ihrer Verarbeitung dorthin gesendet, um KI-Modelle für verbesserte Schlussfolgerungen weiter zu trainieren. Andere Daten, die in der Cloud gespeichert werden, sind beispielsweise Nutzerprofile für Software-as-a-Service (SaaS), Mobility-as-a-Service (MaaS) und Over-the-Air- (OTA-)Software- sowie HD-Karten-Updates.


  1. Das Auto treibt die Innovationskraft
  2. OTA-Software-Updates, SaaS und MaaS mit nie dagewesenen Möglichkeiten

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