在汽車電動化趨勢下，車內信息傳輸量持續提升，域/跨域集中式架構逐漸成為智能駕駛汽車的主流。傳統車載網絡以 CAN 總線為主，LIN 總線為輔，多種總線技術并存。車載以太網具有數據傳輸能力高、可靠性好、EMI/功耗/延遲低、線束輕量化等優勢。隨著汽車智能化發展，車載以太網將率先應用于智能座艙和輔助駕駛，在未來逐步替代整車通信架構。 ?

1 車載以太網物理層芯片市場 規模快速增長，競爭格局高度集中

1.1?車載以太網物理層芯片市場規模快速增長，未來單車以太網端口將超百個

? 物理層芯片是以太網有線傳輸的基礎通信芯片之一，下游應用中汽車領域占比最多。以太網物理層芯片（PHY）工作于 OSI 網絡模型的最底層，用以實現不同設備之間的連接，廣泛應用于信息通訊、汽車電子、消費電子、監控設備、工業控制等眾多市場領域。華經產業研究院數據顯示，在 2021 年全球以太網物理層芯片下游應用領域中，汽車占比最多，達到 21%。

以太網物理層芯片是一個復雜的數模混合芯片系統，系以太網網絡傳輸的物理接口收發器，定義了數據傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態、時鐘基準、數據編碼和電路等，通過接口與 MAC 進行數據交換。傳統消費以太網中常見有 MAC 與 PHY 采用集成芯片的形式存在，而考慮到芯片面積及模擬/數字混合架構的原因，車載以太網中，嵌入式芯片廠商一般都將MAC 集成在 MCU 內部，PHY 則采用獨立芯片存在，由 OEM 或控制器供應商自己選擇。 ?

? 隨著數據量的爆發式增長，國內車載以太網芯片物理層芯片市場規模快速增長。根據 IDC 發布的《DataAge 2025》報告預測，全球每年產生的數據將從 2018 年的 33ZB（十萬億億字節）增長到 2025 年的 175ZB，呈現爆發式增長，在傳輸和交換方面帶動了更大的市場需求。在汽車電子領域，近年來，隨著 ADAS 和車聯網的發展，汽車中攝像頭、激光雷達等傳感器數量不斷增加，停車輔助、車道偏離預警、夜視輔助等使用場景不斷豐富，車載數據量激增。

據北匯信息估算，一輛自動駕駛汽車每小時產生的數據量將達到 4TB，傳統網絡已難以滿足汽車數據的傳輸需求。在此背景下，車載網絡轉向域控制和集中控制的趨勢越來越明顯，車內通信架構將逐漸向以太網升級，汽車中以太網芯片需求量也將快速提升。根據中國汽車技術研究中心的數據統計，2021 年全球以太網物理層芯片的市場規模為 120 億元，預計 2025 年市場規模達到 300 億元，年均復合增速為 25%；2021 年中國大陸以太網物理層芯片市場交易規模達 38 億元，預計 2025 年中國大陸以太網物理層芯片市場規模有望突破 120 億元，年復合增長率為 30%以上。? ?

? 兩個中央單元+三個交換機組成一個 ADAS 車載網絡。以 Aquantia 的汽車以太網 ADAS 的基本網絡拓撲結構為例，這是現有網絡和未來建議網絡的簡化版本，其中有兩個中央單元(GPU/CPU)，它們通過一個由三個交換機組成的網絡，連接到所有的攝像機和傳感器。來自攝像頭和傳感器的數據被發送到控制汽車的中央單元，而另一個中央單元用作備份，在第一個單元發生故障時接管汽車的控制權。網絡根據系統的配置，將攝像頭和傳感器的數據發送到中心單元中的一個或兩個，可以根據情況動態變化。除了駕駛輔助系統，網絡還需要配合其他領域和應用程序，如存儲、網關、遠程信息等，所有這些都需要車載網絡連接，并在苛刻的環境下穩定工作。? ?

? 未來智能汽車單車以太網端口將超過百個，中國車載 PHY 芯片量超過 2.9 億片。在物理層芯片方面，每一個傳感器（包括攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等）側都需要部署一個 PHY 芯片以連接到 ADAS 域的交換機上，每個交換機節點也需要配置若干個 PHY 芯片，以輸入從傳感器端傳輸過來的數據，目前一輛車上的應用芯片量級在幾個到十幾個。

根據以太網聯盟的預測，隨著汽車智能化應用需求推動的車聯網技術不斷發展，未來智能汽車單車以太網端口將超過 100 個，為車載以太網芯片帶來巨大的市場空間。近年來，中國的汽車年產銷量均在 2,500 萬輛以上，車載娛樂系統、導航系統等已逐步成為汽車的標配。根據中國汽車技術研究中心有限公司的預測，2021 年到 2025 年車載以太網 PHY 芯片出貨量將呈十倍數量級的增長，2025 年中國車載以太網物理層芯片搭載量將超過 2.9 億片。 ?

? 1.2 以太網物理層芯片競爭格局高度集中，國產替代下自主品牌逐步發力

以太網物理層芯片領域集中度較高。全球擁有突出研發實力和規模化運營能力的以太網物理層芯片供應商主要集中在境外，呈現高度集中的市場競爭格局。歐美和中國臺灣廠商經過多年發展，憑借資金、技術、客戶資源、品牌等方面的積累，形成了巨大的領先優勢。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據統計，在全球以太網物理芯片市場競爭中，博通、美滿電子、瑞昱、德州儀器、高通穩居前列，以太網物理層芯片供應商 CR5 的市場份額占比高達 91%。在中國大陸市場，以太網物理層芯片市場基本被境外國際巨頭所主導。2021 年全球以太網物理層芯片的市場規模達到 120 億元。 ?

? 國產替代趨勢下，車載以太網物理層芯片自主品牌逐步發力。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據統計，全球車載以太網物理層芯片供應商主要由境外企業主導，美滿電子、博通、瑞昱、德州儀器和恩智浦五家企業幾乎占據了車載以太網物理層芯片全部市場份額，CR5 高達 99%。

根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據統計，2020 年全球車載以太網芯片市場規模為 46.6 億元。在芯片國產化的大趨勢下，自主品牌逐步發力，不斷提升產品性能，其中裕太微-U 在車載以太網物理層芯片上取得突破，逐步打破了境外壟斷的局面。裕太微-U 自主研發的車載百兆以太網物理層芯片已通過 AEC-Q100 Grade 1 車規認證，并通過德國 C&S 實驗室的互聯互通兼容性測試，陸續進入德賽西威等國內知名汽車配套設施供應商進行測試并已實現銷售，車載千兆以太網物理層芯片正在研發過程中；在新能源汽車智能化的趨勢下，裕太微-U 的車載百兆以太網物理層芯片已進入廣汽、北汽、上汽、吉利、一汽紅旗等汽車行業知名客戶供應鏈。 ?

? 裕太微-U 車載百兆芯片 YT8010 主要技術參數與國際主流競品基本一致。以裕太微-U 車載百兆芯片YT8010 為例，這是公司百兆芯片的主流產品，收入占 2021 年公司車載百兆產品收入的 100%，該產品對恩智浦和博通等境外巨頭，其中恩智浦的 TJA1100 和博通的 BCM89811 是車載市場上的主流百兆以太網物理層芯片產品，廣泛應用于汽車電子。在封裝形式、接口支持類型、接口支持電壓等技術參數上，公司產品與競品相當；在可靠性上，公司產品通過強化的 ESD 保護電路設計為客戶提供卓越的 ESD 防護能力，與可比公司已公開的競品數據相比，公司 ESD 防護能力更為優異；在功耗水平上，公司產品介于競爭對手的參數之間。

總體而言，公司車載百兆以太網物理層芯片的主要技術參數與國際主流競品基本一致，在可靠性指標上更具優勢。 ?

1.3 為滿足數據高速傳輸需求，車載 SerDes 芯片用量逐漸增長

? 車載 SerDes 芯片通常成對使用，用以滿足攝像頭數據高速傳輸需求。SerDes 是一種主流的時分多路復用、點對點的串行通信技術，通常用于大通量、低延時的數據傳輸場景，市場上主要以 IP 形式為芯片提供通信能力，被廣泛應用于服務器、汽車電子、通信等領域的高速互連。隨著近年來自動駕駛的普及，車載攝像頭的數量、分辨率都在快速增加，對攝像頭數據的高速、無延時和無損傳輸的訴求持續增長，SerDes技術被用作車載攝像頭數據傳輸的專用解決方案。車載 SerDes 以獨立的芯片形式存在，其特點是收發成對使用，采用私有協議，同時具備反向通道等特征。與物理層芯片相比，SERDES 主要應用于高帶寬、低成本、攝像頭和顯示屏之間的高速傳輸領域。 ?

? 車載高速 SerDes 芯片主要用于攝像頭和顯示器間視頻信號的傳輸。車載高速 SerDes 芯片主要適用于車載攝像頭到 ADAS 域控制器、或座艙域控制器到車載顯示屏幕的長距離、實時數據傳輸。目前車規 SerDes芯片具體可以應用到如 360 環視，基于視覺的自動駕駛，高清大屏的信息傳輸，多屏互聯互動等場景，對傳輸的實時性要求高，在攝像頭、顯示屏兩端的視頻圖像數據的單通道傳輸速率在 2-12Gbps 之間。

隨著車內信息顯示方式和人機交互方式的革新，以及車載信息娛樂需求的不斷提升，座艙屏幕數量和分辨率均呈現快速增長，SerDes 芯片又被用于車機向座艙屏幕的大帶寬數據傳輸，以及域控制器之間的高速實時數據傳輸。 ?

? 自動駕駛級別、攝像頭和顯示器分辨率越高，SerDes 芯片的用量越大、速率越高。基于近年來蔚來 ET7、極氪 001、理想 L9、集度 01、零跑 C01 等重磅新車平均搭載 10 顆以上攝像頭的趨勢來看，據蓋世汽車研究院預測，伴隨 ADAS 的逐漸升級和加速滲透，疊加各個車企硬件冗余性高，預計至 2025 年平均單車攝像頭搭載量有望接近 10 顆，預計單車 SerDes 芯片用量約為 20 個。不僅攝像頭數量提升，車用攝像頭的像素也節節攀升，疊加車載 SoC 芯片發展帶來的算力提升，都將直接推動 SerDes 芯片速率和價值量的同步提升。從頭部企業產品路線可以看到，中高速車載 SerDes 產品的市場需求正在快速增長。

經多方訪談調研，并綜合全球平均單車攝像頭、顯示屏搭載量的增速，以及高像素攝像頭、高分辨率顯示器的滲透率走勢等多項數據，蓋世汽車研究院經分析預測，至 2023 年全球車載 SerDes 芯片市場規模將達到數十億美元，未來十年市場規模朝百億美元高速發展，其中中國市場發展潛力較大，有望占比四成。 ?

? 1.4?車載 SerDes 芯片市場集中度高，本土供應商逐漸嶄露頭角

? 車載 SerDes 芯片領域集中度高。在車載 SerDes 芯片領域，德州儀器、美信半導體幾乎壟斷了全球車載顯示 SerDes 與車載攝像頭 SerDes 市場。目前行業內可用的解決方案主要包括德州儀器的 FPD-Link、美信半導體的 GMSL、Inova Semiconductors 的 APIX、以及羅姆的 Clockless Link 等。同時，當前 SerDes 解決方案本質上都是專用的，想要實現組件之間的搭配使用，必須采用統一的芯片供應商的方案。為打破這一限制，寶馬集團聯合大陸集團、恩智浦等汽車、半導體領域巨頭在 2019 年成立了 ASA 聯盟，旨在制定統一的標準，但頭部企業德州儀器、美信半導體未參與其中。此外，由多家半導體企業于 2018 年成立的 MIPI 聯盟專注于提供有關要求的輸入和協調，以確保 MIPI 滿足汽車行業的需求。其中，以色列芯片企業 Valens是首家推出符合 MIPI A-PHY 技術的公司，并與日本索尼半導體公司、中國舜宇光學展開合作，致力于將其應用于下一代圖像傳感器產品及相機模組中。 ?

? 本土車載 SerDes 供應商逐漸嶄露頭角。較工規芯片而言，車載 SerDes 芯片要求更加嚴苛，包括車載的電磁環境、工作溫度環境、PPM 等，且對于壽命、安全性、可靠性要求更高，高筑的技術壁壘下本土玩家屈指可數。不過我國本土車載 SerDes 供應商逐步攻克技術難關，近幾年逐漸開始嶄露頭角。其中，成立于 2017 年的慷智專注于車規級高速模擬混合信號 SERDES 芯片系列產品，其自主研發的車載實時視頻傳輸協議 AHDL 和車載數字音頻傳輸協議 AADL 擁有完整的知識產權。慷智的第一代車規級芯片目前已量產超百萬片，客戶包括長安、通用五菱、江淮、北汽、東風小康、奇瑞、上汽等，全新的第二代車載 SerDes 芯片系列最高可達 6Gbps，在 2023 年初已搭載客戶車型正式進入量產。今年 4 月，瑞發科也正式發布了新一代車載 SerDes 芯片，單通道正向傳輸速率可支持從 2Gbps 到最高 12.8Gbps 速率，可支持最高達 1500 萬像素的攝像頭，以及 4K @ 60Hz 分辨率顯示屏。瑞發科的新一代車載 SerDes 系列產品計劃于下半年在多家國內頭部主機廠的多個主流車型量產上車。

? 2 星形拓撲凸顯 TSN 交換芯片需求 車載以太網交換芯片規模快速增長

2.1 星形拓撲結構下以太網節點增加，TSN 交換芯片需求凸顯

TSN 是車載網絡下一代技術的重要演進方向之一。標準的以太網具有開放性好、互操作性好的技術優勢，但調度方式導致網絡性能往往不能滿足確定性和實時性的要求。近年來，時間敏感網絡（TSN）技術作為新一代以太網技術，因其符合標準的以太網架構，具有精準的流量調度能力，可以保證多種業務流量的共網高質量傳輸，兼具技術和成本優勢，得以在音視頻傳輸、工業、移動承載、車載網絡等多個領域成為下一代網絡承載技術的重要演進方向之一。TSN 是在非確定性的以太網中實現確定性的最小時間延時的協議族，是 IEEE 802.1 工作組中的 TSN 工作組開發的一套協議標準，定義了以太網數據傳輸的時間敏感機制。 ?

? TSN 技術是車載網絡通信實現高可靠性和低時延的網絡通信關鍵技術之一。TSN 時間敏感網絡是數據鏈路層中主要發展的技術，為傳統以太網增加了確定性和可靠性，保證確定性信息在標準以太網的不同場景下的順利傳輸。目前 TSN 的發展已經可以滿足汽車對可預測延遲和帶寬持續增長的需求，在車載通信領域，目前汽車控制系統非常復雜，例如剎車、引擎、懸掛等可能采用 CAN 總線，燈光、車門、遙控采用LIN 系統，安全氣囊、剎車、轉向等可以采用 FlexRay 總線，娛樂應用采用 MOST 系統等。所有前述系統都可以用支持低延時且具有實時傳輸機制的 TSN 進行統一管理，降低給汽車和專業的信息娛樂設備增加網絡功能的成本及復雜性。不過，由于 TSN 協議族龐大而復雜，在車載網絡通信領域，汽車行業缺少 TSN 技術應用的實踐經驗，因此相關技術設計應用、測試驗證等方法需要進一步探索。 ?

? 基于星形拓撲結構，車載以太網節點若超過兩個，則需要交換機連接各個模塊。對于汽車行業來說，由于 ECU 經常處于增加與刪減，而星型網絡拓撲結構可以很方便的通過增加交換機數量來擴展網絡，這對OEM 廠商具有很大的優勢。星型網絡拓撲結構是車載以太網常見拓撲結構之一，基于星形拓撲，當超過兩個節點時，則需要一個交換機連接在每個模塊的一端。當前多個節點的車載以太網的互聯互通需要 TSN 交換機，TSN 交換實現機制可以兼容目前標準的以太網，在現有商用以太網交換芯片多數邏輯保持不變的情況下，只需增加時間同步和輸出接口整型邏輯即可實現 TSN 交換。 ?

? 交換芯片是交換機的核心部件，和物理層芯片在功能、位置、帶寬等方面有所不同。以太網交換芯片是交換機的核心組成部分，通過物理層芯片與數據鏈路層（MAC）芯片配合或集成來實現更高層的網絡交換功能。以太網交換芯片可以實現數據包的快速轉發和交換，實現網絡中數據的高效傳輸；可以對數據包進行過濾和分類，根據數據包的源地址、目的地址、協議類型等信息，實現數據流量的管理和控制。雖然交換芯片和物理層芯片在功能、位置、帶寬和價格等方面有所不同，但它們在網絡設備中都扮演著重要的角色，為通信網絡提供了重要的支持和保障。 ?

? 2.2?車載以太網交換芯片需求量快速增長，市場格局高度集中

當以太網作為未來車載骨干網時，各域控制器通過交換機實現信息交互。汽車網絡發展的下一階段或將使用以太網作為車載骨干網，而子網將是由若干域控制器組成的車載網絡結構。在傳統的車載網絡架構中，車身控制域內部，各部件通過 CAN、LIN 溝通實現數據共享；而在娛樂子網中，娛樂域控制器與其子部件的通信將通過以太網實現。當基于域控制器的車載以太網架構作為骨干時，五個核心域控制器動力總成、底盤控制、車身、娛樂、ADAS 將被連接在一起，各個域控制器均通過車載以太網總線連接網關的交換機，用于實現各個域控制器之間的信息交互。考慮到自動駕駛對車載以太網的需求增長，未來 L3 級別以上的自動駕駛車輛將以車載以太網技術為主，車載以太網的滲透率將會不斷提升。 ?

? 車載以太網交換芯片市場規模快速增長。車載以太網交換機芯片也是智能駕駛和智能座艙的必用芯片。以 Aquantia 展望的未來車載網絡為例（圖 14），單車搭載以太網交換芯片數量為 3 個；從高端車型來看，以奔馳 S 級為例，單車搭載以太網交換芯片數量至少有 5 個。與車載以太網 PHY 芯片出貨量相對應，車載以太網交換芯片同樣呈高速增長態勢。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據，2021 年中國大陸以太網交換芯片市場規模為 107 億元，預計至 2025 年中國以太網交換芯片市場規模將達到 178 億元，年均復合增長率保持在 13.5%左右；據 Mouser 統計，根據當前車載以太網交換芯片市場情況，假設車載交換芯片均采用 4 口（即單車需求量為 PHY 芯片的 1/4），預計國內車載以太網交換芯片市場規模將在 2025 年達到 137億元，2021-2025。 ?

? 車載以太網交換機市場格局高度集中，為境外國際巨頭主導。車載以太網交換機廠家可分為兩個梯隊，第一梯隊是美滿電子和博通，都有最高支持 802.3ch 的產品（2.5/5/10GBASE-T1）。博通略強、價格較高，但產品線較長；美滿價格略低，但比較聚焦汽車和企業網絡領域，因此汽車領域美滿的市場占有率更高。第二梯隊包括微芯、恩智浦和瑞昱，最高僅支持 802.3cg（10BASE-T1S）。恩智浦可提供整體解決方案，比較聚焦汽車領域，市場占有率較高；而瑞昱主打高性價比，大眾是其最大客戶。

同以太網物理層芯片高度集中的市場競爭格局類似，車載以太網交換機的市場基本上被這五家境外國際巨頭所主導。在國家集成電路自主可控戰略背景與支持下，國科天迅 TSN 事業部歷時 20 個月，成功流片國內首顆全國產化車規級 TSN交換芯片 TAS2010。TAS2010 作為通信核心主芯片，已成功搭載在一汽紅旗 E-QM5 電動車的中央控制器網關設備上，成功通過 100 萬公里實路實測試驗，成為國內首顆通過車規級應用需求和規格應用驗證的 TSN交換芯片。同時，TAS2010 已于 2023 年 4 月通過 AEC-Q100Grade2 可靠性檢測，于 5 月成功獲得道路車輛功能安全認證證書。 ?

3 預計 2025 年車載以太網+SerDes 芯片ASP約 1250 元

預計到 2025 年平均單車以太網+SERDES 芯片合計價值量（ASP）約為 1250 元。單車價值量方面，假設到 2025 年，單車平均搭載 10 個攝像頭/顯示屏、10 個雷達和 3 個交換機，考慮到視頻傳輸所需速率要求更高，假設 10 個攝像頭/顯示屏均用高速 SERDES 芯片傳輸，車載雷達和域控之間采用不同速率的 PHY 和交換機連接，則單車以太網及 SERDES 芯片用量約為 10 對 SERDES 芯片+10 個 PHY+3 個交換芯片。

SERDES芯片方面，以 Ti 官網售價約$5 的一對 SERDES（DS90UB633A-Q1/DS90CR286A-Q1）為依據測算，則 SERDES芯片 單車 價值 量約為$50；PHY+交換 芯片 方面 ，以 NXP 官網 顯示 的單 價$1.5 的百 兆 PHY 芯片（TJA1101BHN/0Z）和單價$12 的 TSN 交換機（SJA1110AEL）為測算依據，單車 SERDES+PHY+交換芯片的價值量約為$101；若以Ti官網顯示的單價$5.0的千兆PHY（DP83TG720R-Q1）測算，單車SERDES+PHY+交換芯片的價值量約為$136，兩種速率平均單車價值 量約為$119；再加上單價 $60 的網關芯片（NXP-S32G398AAAK1VUCT），則平均單車以太網+SERDES 芯片合計價值量約為$179（約 1250 元）。

預計到 2030 年后，L4 級別的車型將搭載 100 顆以上以太網芯片，假定其中有 12 顆攝像頭（表 3）+4 個顯示屏、其余為千兆 PHY，加上 5 個 TSN 交換芯片和 2 個網關芯片，屆時單車以太網+SERDES 芯片價值量預計將達到$680（約 4760 元） ?

? ? 編輯：黃飛

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