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ソフトウェア自動車（Software Defined Vehicle: SDV）は、自動車業界を再形成している。自動車機能の定義と反復を主導するためにソフトウェアを使用する自動車「New Four」の波に後押しされ、自動車が従来の機械製品からインテリジェントな端末へと変化するのを促進している。 しかし、SDVは多くの課題ももたらします。ソフトウェアの複雑さは指数関数的に増大し、ストレージ構成は多様な機能シナリオに合わせて柔軟に調整する必要があります。

このような課題に対処し、SDV向けのよりシンプルでスケーラブルなコンピューティング・プラットフォームを構築するため、STマイクロエレクトロニクスは、車載用MCUのStellarファミリに内蔵された新世代のダイナミックに調整可能なメモリ・コンフィギュレーションであるxMemoryを内蔵した車載グレード・マイクロコントローラ（MCU）を発表しました。xMemoryは、車載用MCUのStellarファミリに内蔵された次世代のダイナミックに調整可能なメモリ・コンフィギュレーションで、ほぼ無制限のメモリ粒度を持つスケーラブルなソリューションを自動車OEMに提供します。 xMemoryは、車載用MCUのStellarファミリに組み込まれた、動的に調整可能な新世代のメモリ構成で、車載OEMにほぼ無制限のメモリ粒度を持つスケーラブルなソリューションを提供します。

STマイクロエレクトロニクスの車載MCU事業部シニア・ディレクタ兼事業部戦略室メンバーであるDAVIDE SANTO氏は、「SDVによって自動車は定期的に新機能を更新できるようになり、寿命が大幅に延びる。 その過程で、自動車業界は、より豊富な機能を低コストで統合しながら、車両の安全性をさらに保護する必要があります。 xMemoryにより、STのStellarオートモーティブ・グレードMCUは、同じコストと物理的制約のもとで、より高い機能拡張性を実現します。

自動車生産台数全体に占めるSDVのシェアが上昇を続ける

SDVは、ハードウェアとソフトウェアの分離による柔軟な機能定義を実現し、従来の分散型アーキテクチャから集中型ドメイン制御アーキテクチャへのアップグレードを促進し、ハードウェアの反復への依存を低減します。 Morgan Stanleyの調査データによると、自動車生産全体に占めるSDVの割合は2021年の3.4%から2029年には90%に急増し、今後数年間で150億ドルの新規半導体支出を牽引すると予想されている。

SDVは、OTA（無線ダウンロード技術）を自動車の標準機能にするもので、ソフトウェアモジュールの独立したアップデートをサポートし、アップグレードの複雑さを大幅に軽減する。 OTAは、ソフトウェアのバグを修正し、新機能を追加し、自動車のライフサイクルを延長するだけでなく、ユーザーの粘着性を向上させる。 この変化は、自動車販売モデルの変化にもつながっており、自動車会社は「ハードウェアの一括販売」から「ソフトウェア・サービスのサブスクリプション」へとシフトしている。例えば、運転支援システムは月払いであり、OTAは機能提供の重要なリンクとなっている。

ソフトウェアが動作する車両としての自動車ハードウェアは、SDVを実現する上で多くの課題に直面している。 過去において、分散型の電気および電子アーキテクチャは、機能のアップグレードを可能にするためにハードウェアのアップデートに依存してきました。一方、集中型のドメイン制御アーキテクチャは、ソフトウェア層によってハードウェアの違いを抽象化してきました。 電子制御ユニットに対するSDVの技術要件は、「機能的にソリッド」から「柔軟でコンフィギュラブル」な自動車エレクトロニクスへの移行を反映している。 この変革の核心は、ハードウェアプラットフォームの標準化、安全メカニズムの強化、そして自動車のライフサイクル全体の継続的な反復をサポートするソフトウェアエコシステムの開放にあります。 同時に、市場競争の激化に伴い、自動車OEMは開発サイクルを短縮し、開発コストを削減しようとしている。DAVIDE SANTO氏は、SDVが電子制御ユニットの統合を推進し、オールインワン電気駆動システムがその典型例であると指摘した。 このような業界の熾烈な競争において、MCU設計の選択は非常に重要であり、事業成長の起爆剤となることもあれば、開発を制限するボトルネックとなることもあります。

STは今後3年間で、自動車分野向けのStellarファミリ製品、およびSTM32ファミリ製品のアップデートや機能拡張を含む70種類以上の製品を発表する予定です。

xMemoryがMCUストレージを再定義

ソリューション展開の観点からは、SDVがもたらすソフトウェアの複雑化により、MCUはより大容量のNORフラッシュとDRAMを統合する必要がある。 従来のMCUは、ストレージ容量が異なるため、複数のチップバージョンを同時に立ち上げる必要があった。 アルゴリズムのアップグレードに伴い、自動車メーカー各社はMCUをより大容量のものに交換する必要があり、その結果、従来のMCUをベースとしたソリューションのサイズが大きくなっている。 これは、自動車OEMの在庫管理の難しさを増大させるだけでなく、アップグレードの反復をプログラムの再設計と開発のリスクにさらすことになる。

DAVIDE SANTOは、相変化メモリ（PCM）技術に基づくSTのxMemoryを紹介します。このxMemoryは、市販されているRRAM、MRAM、フラッシュなどのeNVM技術と比較して、ユニークかつ先進的な技術的特徴を備えています：

-メモリセルの小型化：xMemoryは28nmおよび18nmのFD-SOI（Fully Depleted Silicon on Insulator）プロセスをベースとしており、競合製品の2倍以上の記憶密度を実現します。 メモリセルが小さくなったことで、xMemoryは、最小のメモリ面積で組み込みMCUに統合できるという物理的なサイズの優位性を得ることができます。

より高い品質：xMemoryは優れた高温耐性を持ち、AEC-Q100規格の要件を満たすほか、業界最高の耐放射線性も備えています。

-優れたエネルギー効率： xMemoryは、過酷な動作条件下でも消費電力を削減します。

技術の成熟度：STは、車載用MCUのフラッシュから組み込み不揮発性メモリ（eNVM）技術への移行の最前線に立ち、xMemoryの心臓部である初の車載専用28nm eNVM技術を導入しました。

さらにxMemoryには、メモリチップのスケーラビリティを大幅に向上させるという大きな特徴がある。 スケーラビリティは、開発段階においても、製品ライフサイクル全体においても、製品の重要な特徴です。 物理的なサイズを拡張する従来の製品とは異なり、xMemoryを搭載したStellarシリーズMCUは、予算を増やしたり製品サイズを拡大したりすることなく、メモリ・コンフィギュレーションの拡張を可能にします。 開発者にとって、これはソリューションの設計を変更することなく製品の性能をフルに引き出すことを意味し、Stellar MCUファミリは開発者のBOM管理の改善にも役立ちます。 

STは、1つの部品番号で複数のeNVMプロジェクトの異なる容量要件を満たすことができるソリューションを提供し、調達および在庫管理プロセスを簡素化します。 これにより、物流効率が最適化され、在庫のミスマッチのリスクが低減されるだけでなく、スケール効果によりBOMコスト全体が削減されます。

自動車OEM、特に中国市場のOEMにとって、xMemoryを搭載したStellarシリーズMCUは、市場投入までの時間を大幅に短縮することができる。 現在、中国市場における自動車OEMのプラットフォーム開発速度は劇的に向上しており、概念実証から車両生産までのサイクル・タイムは40%短縮されている。成熟したプラットフォームを開発に使用した場合、市場投入までの全サイクルは60%短縮され、多くのモデルは1年半未満で市場に投入できる。 従来のMCUは、チップ開発、検証、量産に長いリードタイムを要しており、自動車OEMの速いペースの開発ニーズに対応することが困難だった。 xMemoryにより、StellarシリーズのMCUはメモリ構成を柔軟に調整でき、車載プラットフォームの反復プロセスで再利用できるため、自動車OEMが複雑な機能システムを再設計および検証する必要がなくなります。

STは、Stellarファミリの幅広い製品を含め、設計の柔軟性を備えた車載用MCUのポートフォリオを既に有しています。 DAVIDE山東によると、xMemory技術の導入により、独自のPCM技術によってStellarファミリのメモリ構成のスケーラビリティがさらに向上し、今後発売されるArm®プロセッサベースのStellar PおよびG MCUファミリには、2025年末までに量産を開始する予定のxMemoryとして知られる次世代のPCM技術が統合される予定です。 Stellar PおよびGファミリ用の開発ツールチェーンは、既存のStellarファミリと完全な互換性があるため、開発者は標準的なソフトウェア・ライブラリとセキュアな開発キットを使用することで、追加の学習コストをかけることなく、迅速に開発速度を上げることができます。

結論

xMemoryは、高密度ストレージ、ダイナミック・スケーリング、および効率的なサプライ・チェーン管理を組み合わせることで、自動車メーカーに「一度設計すれば、継続的にアップグレードできる」フルサイクル・ソリューションを提供します。 Stellar MCUは、高密度ストレージとダイナミック・スケーリング、効率的なサプライチェーン・マネジメントを組み合わせることで、自動車メーカーにフルサイクルの「一度設計すれば、継続的にアップグレードできる」ソリューションを提供し、機能の複雑化、開発サイクルの短縮、厳格なコスト管理といった課題に対応します。 xMemoryは、2025年末までにStellar PおよびGシリーズを量産することで、STの次世代車載グレードMCUのコア競争力を強化し、車載エレクトロニクスを「安定したハードウェア、無制限のソフトウェア」という新たなステージに押し上げることが期待されます。