電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）汽車(chē)智能化的趨勢(shì)下，車(chē)載高速通信在近年來(lái)受到了產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注。智能汽車(chē)上，攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器數(shù)量不斷增多，ADAS攝像頭像素從3MP到8MP再到12MP，車(chē)內(nèi)座艙屏幕分辨率也在持續(xù)升級(jí)，這使得高速傳輸在汽車(chē)E/E架構(gòu)中更加重要。

車(chē)載總線架構(gòu)，以太網(wǎng)成為核心

所以可以看到近年來(lái)車(chē)載高速傳輸領(lǐng)域受到產(chǎn)業(yè)界重視，尤其國(guó)內(nèi)高速通信相關(guān)芯片廠商開(kāi)始加速進(jìn)軍車(chē)載市場(chǎng)，目前也已經(jīng)有部分廠商產(chǎn)品成功量產(chǎn)上車(chē)。

比如今年較為火熱的車(chē)載Serdes芯片就主要被用于車(chē)載高速視頻流通信，包括攝像頭到智駕芯片、座艙SoC到車(chē)載顯示屏等的高速數(shù)據(jù)傳輸。但除了ADAS和車(chē)載顯示屏的應(yīng)用外，其他車(chē)載應(yīng)用對(duì)高速通信需求沒(méi)有那么高，所以在實(shí)際的車(chē)載應(yīng)用中，通信架構(gòu)往往是多種技術(shù)共用，比如在總線骨干網(wǎng)中采用以太網(wǎng)，高速傳輸采用ASA、A-PHY、GMSL等協(xié)議的Serdes芯片，低速網(wǎng)絡(luò)使用CAN-FD/LIN等。

目前包括小鵬G9上的C-CA通信架構(gòu)、問(wèn)界M9上“計(jì)算+通信”的CC架構(gòu)、零跑四葉草E/E架構(gòu)中，都不約而同采用了以太網(wǎng)作為骨干網(wǎng)。

但最早采用以太網(wǎng)的車(chē)企，其實(shí)是寶馬。寶馬在2008年的7系轎車(chē)上將以太網(wǎng)用于整車(chē)診斷和軟件升級(jí)，大大加速了固件升級(jí)的速度。并在2013年推出的X5 SUV上，首次將以太網(wǎng)用于倒車(chē)攝像頭數(shù)據(jù)傳輸。

當(dāng)然，在以太網(wǎng)上車(chē)的背后，肯定有芯片巨頭的技術(shù)支撐。博通在2008年推出了BroadR-Reach技術(shù)，這個(gè)技術(shù)定義了以太網(wǎng)PHY（端口物理層），使用專(zhuān)用的PHY芯片以及非屏蔽雙絞線，提供100Mbit/s及以上的傳輸速率，并符合汽車(chē)電磁輻射要求。

所以同在2013年，幾家芯片巨頭和車(chē)企就聯(lián)合創(chuàng)建了一個(gè)OPEN Alliance（One-Pair Ether-Net Alliance）聯(lián)盟，博通、恩智浦、寶馬等廠商是首批會(huì)員，目前已經(jīng)有160多家車(chē)企以及供應(yīng)商。

IEEE在OPEN Alliance的基礎(chǔ)上，發(fā)布了一系列車(chē)載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，目前最新的是2022年發(fā)布的802.3ch，最高支持10Gbps的速率，這也將成為未來(lái)智能汽車(chē)電子電器架構(gòu)中的骨干網(wǎng)。

在車(chē)載以太網(wǎng)中，一般需要用到PHY芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)鏈路層（MAC層）的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為在非屏蔽雙絞線或其他介質(zhì)中傳輸?shù)?a href="http://www.makelele.cn/analog/" target="_blank">模擬信號(hào)，并將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)。同時(shí)PHY芯片還集成多種功能，比如時(shí)間同步、音頻/視頻橋接（AVB）、診斷功能等。

作為數(shù)模混合芯片，以太網(wǎng)PHY芯片中一般集成高性能Serdes、ADC/DAC等AFE，還有DSP等。

在車(chē)載以太網(wǎng)中，必然會(huì)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)互連，這就需要Switch芯片對(duì)各個(gè)端口數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和管理。Switch芯片一般由CPU子模塊和PHY、MAC等組成，在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層進(jìn)行工作，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。

國(guó)產(chǎn)以太網(wǎng)PHY芯片方案

目前車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片市場(chǎng)主要集中在Marvell、博通、瑞昱、TI、NXP等國(guó)際巨頭中，2022年中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心統(tǒng)計(jì)，上述五家企業(yè)在全球車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片市場(chǎng)中占有率高達(dá)99%，其中Marvell市占超過(guò)三分之一。

同時(shí)，中國(guó)車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片市場(chǎng)需求正在處于爆發(fā)階段。中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心預(yù)計(jì)，到2025年，中國(guó)大陸車(chē)載以太網(wǎng)物理層芯片市場(chǎng)規(guī)模有望突破120億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到30%以上。隨著智能汽車(chē)的發(fā)展，未來(lái)單車(chē)以太網(wǎng)端口將超過(guò)100個(gè)，車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片在整車(chē)中價(jià)值量將會(huì)得到巨大提升。

因此，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的爆發(fā)給本土芯片廠商也帶來(lái)了很大的發(fā)展機(jī)遇，在車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片領(lǐng)域，目前已經(jīng)有多家本土廠商推出了相關(guān)產(chǎn)品，并有部分產(chǎn)品成功在量產(chǎn)車(chē)型上搭載。

裕太微在2020年推出國(guó)內(nèi)第一顆車(chē)載百兆以太網(wǎng)PHY芯片YT8010A，符合IEEE802.3bw定義的 100BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)單對(duì)非屏蔽雙絞線電纜可以實(shí)現(xiàn)100 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。YT8010A基于先進(jìn)的 DSP 技術(shù)，結(jié)合自適應(yīng)均衡器、回波抵消器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、鎖相環(huán)、線路驅(qū)動(dòng)器、編碼器/解碼器和所有其它需要的100Mbps數(shù)據(jù)速率電路，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的性能并超過(guò)汽車(chē)電磁噪聲環(huán)境中的干擾要求，功耗非常低，可用于360環(huán)視、激光雷達(dá)、智能儀表等應(yīng)用。

作為國(guó)內(nèi)首顆車(chē)載百兆以太網(wǎng)PHY芯片，據(jù)裕太微透露，YT8010A已經(jīng)在各大Tier1和主機(jī)廠中廣泛應(yīng)用，累計(jì)出貨量超百萬(wàn)片。2023年裕太微成功量產(chǎn)車(chē)載千兆以太網(wǎng)PHY芯片YT8011A系列，獲得數(shù)家主機(jī)廠定點(diǎn)并在2024年開(kāi)始銷(xiāo)售。

YT8011A系列兼容車(chē)載以太網(wǎng)百兆100BASE-T1和千兆1000BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)，支持IEEE802.3bw和802.3bp協(xié)議，最大傳輸速率可達(dá)1000Mbps，滿(mǎn)足ADAS、座艙、T-BOX等應(yīng)用需求。

景略半導(dǎo)體在2020年發(fā)布了其車(chē)規(guī)級(jí)1000Base-T1/100Base-T1以太網(wǎng)PHY芯片，目前已經(jīng)有多家Tier1采用其芯片方案。比如JL3101是一款百兆車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片，符合IEEE 802.3bw標(biāo)準(zhǔn)，具有出色的EMI/EMC和ESD性能，使用Cache&FPU運(yùn)算，F(xiàn)OC算法在10μs內(nèi)可以處理完畢，極大減少MCU的資源使用。

JL311X則是千兆車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片，支持1Gbps或100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，RGMII/SGMII接口，以及特有的SGMII轉(zhuǎn)RGMII，IEEE 1588v1/v2 和802.1AS。該芯片在降低電磁干擾（EMC/EMI）的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低功耗提供更長(zhǎng)的傳輸距離，降低網(wǎng)絡(luò)布線的成本和重量，并擁有高標(biāo)準(zhǔn)的ESD保護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)AEC-Q100車(chē)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)稱(chēng)已經(jīng)與超過(guò)50家客戶(hù)進(jìn)行評(píng)估導(dǎo)入，廣泛應(yīng)用于前裝車(chē)載應(yīng)用的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

另外，小米獨(dú)家投資的傲芯科技也在開(kāi)發(fā)車(chē)載以太網(wǎng)PHY芯片。小米在2021年宣布造車(chē)后，開(kāi)始廣泛投資汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，2022年傲芯科技宣布完成數(shù)千萬(wàn)Pre-A輪融資，該輪融資由小米產(chǎn)投獨(dú)家投資。據(jù)了解，傲芯科技面向汽車(chē)電子、工業(yè)控制等行業(yè)，聚焦以太網(wǎng) PHY等車(chē)規(guī)芯片，但目前仍未相關(guān)產(chǎn)品細(xì)節(jié)公布。

小結(jié)：

此前有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，智能汽車(chē)將具備大量高速通信節(jié)點(diǎn)，有25個(gè)應(yīng)用就會(huì)有超過(guò)50個(gè)節(jié)點(diǎn)，以平均每個(gè)節(jié)點(diǎn)芯片單價(jià)3美元計(jì)算，整車(chē)價(jià)值量將達(dá)到150美元，在車(chē)載芯片中價(jià)值量?jī)H次于功率和計(jì)算芯片。隨著中國(guó)智能汽車(chē)市場(chǎng)的快速擴(kuò)張，本土芯片廠商將迎來(lái)更多機(jī)遇。