1.3萬
SerDes芯片在現代車輛中扮演著至關重要的角色，特別是在高帶寬和低成本的數據傳輸領域。隨著自動駕駛技術的不斷發(fā)展及攝像頭和顯示屏分辨率的提高，對SerDes芯片的需求也隨之增長。
車載SerDes：高速視頻信號傳輸的最優(yōu)解決方案
SerDes（串行器/解串器）技術是當前高速數據通信領域的關鍵技術之一，它采用時分多路復用(TDM)和點對點(P2P)的方式，有效地解決了高速數據傳輸過程中的帶寬限制、信號完整性保持以及通信成本控制等問題。在傳統(tǒng)的并行傳輸技術中，隨著傳輸速度的提升，信號在傳輸線上的互相干擾和路徑延時差異問題變得尤為嚴重，這限制了數據傳輸速率的進一步提高。而SerDes技術通過將并行數據流轉換為串行數據流進行傳輸，大大減少了傳輸線的數量，降低了系統(tǒng)的復雜度和成本，同時也提高了傳輸速度和可靠性。
SerDes結構圖，來源：摩爾學堂
SerDes的核心組成部分包括串行器(SERializer)和解串器(DESerializer)。串行器負責將接收到的并行數據轉換為串行數據，再通過單一的高速傳輸線路發(fā)送出去；解串器則將接收到的串行數據還原為原始的并行數據格式。這種轉換使得數據傳輸更為高效，尤其適用于高速且長距離的數據通信場景。在實際應用中，SerDes通常以集成電路的形式存在，被廣泛應用于以太網、SATA、PCIe等通信協(xié)議和接口芯片中。
在網絡和連接器技術方面，隨著以太網技術的升級和高速連接器的發(fā)展，SerDes技術的應用范圍進一步擴大。高速以太網技術的應用提升了車載網絡的帶寬，使得高清視頻傳輸和復雜數據處理變得可能。SerDes芯片在這一進程中扮演著至關重要的角色，它不僅能夠支持高帶寬數據傳輸，還能夠通過優(yōu)化設計減少傳輸過程中的能耗和延遲。
車載SerDes解決方案，來源：ROHM
在汽車行業(yè)，隨著智能汽車的發(fā)展，車載信息娛樂系統(tǒng)（Infotainment）和高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）變得越來越普及，這些系統(tǒng)對數據傳輸的實時性和穩(wěn)定性有著極高的要求。SerDes技術能夠滿足這些高要求，支持從車載攝像頭到顯示屏的高速視頻信號傳輸，確保圖像和視頻數據的清晰度和實時性，為駕駛者和乘客提供安全和舒適的駕駛體驗。例如，在自動駕駛系統(tǒng)中，需要將大量來自各個傳感器（如攝像頭、雷達等）的數據快速準確地傳輸到中央處理單元，這些數據的傳輸不僅要求高速而且要求低延遲。使用SerDes技術，可以將這些數據高效地通過極少數的物理連接傳輸，極大地減少了系統(tǒng)的復雜性和提高了數據處理的實時性。
SerDes芯片市場前景，中國市場將占4成
隨著ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）技術的逐步升級和滲透，以及汽車制造商對硬件冗余性的重視，車輛對高性能SerDes芯片的需求將持續(xù)增加。SerDes芯片的應用不僅限于高速無損和無延遲的圖像傳輸，還包括域控制器到顯示屏幕的視頻信號傳輸等多個領域。隨著汽車信息顯示模式和人機交互模式的創(chuàng)新，以及對車載信息娛樂系統(tǒng)需求的增加，座艙屏幕數量和分辨率的快速增長也為SerDes芯片提供了新的應用場景。這不僅增加了對SerDes芯片的需求，同時也推動了芯片速率的提升。新車型如蔚來ET7、極氪001等的發(fā)布，展示了搭載高數量攝像頭的趨勢。這些高像素攝像頭，以及車載SoC（系統(tǒng)級芯片）算力的提升，共同推動了SerDes芯片速率和價值的同步增長。
從價值量來看，預計到2025年，平均每輛車的以太網+SerDes芯片的價值量約為1250元，這反映了在汽車制造中，這些芯片組合的經濟價值。元器件分銷商Mouser的統(tǒng)計顯示，國內車載以太網交換芯片市場規(guī)模有望達到137億元，預示著SerDes芯片及相關技術在未來幾年內將面臨巨大的市場機遇。
以太網+SERDES芯片單車價值量測算（美元），來源：德州儀器（Ti）、恩智浦（NXP）官網
根據蓋世汽車的預測，到2025年，平均每輛汽車預計將搭載約10顆攝像頭，這意味著每輛車大約需要20個SerDes芯片。展望未來十年，全球車載SerDes芯片市場預計將迎來快速增長，市場規(guī)模有望達到數十億美元，其中中國市場的份額可能占到四成。
2020年全球中國大陸SerDes芯片市場格局，來源：CINNO Research
2020年中國大陸SerDes芯片市場格局，來源：CINNO Research
在供應鏈方面，SerDes芯片市場的集中度較高，以德州儀器（TI）和美信半導體（被ADI收購）為代表的幾家公司幾乎壟斷了全球車載顯示和攝像頭SerDes市場。
ROHM汽車SerDes解決方案，來源：ROHM
ADI汽車SerDes解決方案，來源：ADI
這些頭部企業(yè)通過并購等方式不斷拓展產品類別，加強在下游領域的影響力。此外，中國市場在全球SerDes芯片領域的地位日益重要，本土企業(yè)如譜瑞、硅谷數模等在細分市場中的發(fā)展有望推動國產芯片替代進程，減少對外國技術的依賴。
全球車載SerDes市場規(guī)模前景（單位：億美元），來源：蓋世汽車研究院
展望未來，全球車載SerDes市場規(guī)模有望從2020年的1.94億美元增長至2026年的3.49億美元，年復合增長率達到10.3%。這一增長不僅由技術推動，也受市場需求的影響，尤其是隨著L4級別自動駕駛車輛的推出，預計將搭載大量以太網芯片，進一步擴大市場需求。在這一背景下，中國企業(yè)面臨著巨大的國產替代機遇，旨在減少對外部供應商的依賴，增強國內芯片產業(yè)的自主可控能力。隨著國內外市場的不斷發(fā)展和技術的進步，車載SerDes芯片領域預計將迎來更廣闊的發(fā)展前景。
嶄露頭角，國產本土車載SerDes芯片玩家總結
較工規(guī)芯片而言，車載SerDes芯片要求更加嚴苛，包括車載的電磁環(huán)境、工作溫度環(huán)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。
在全球市場上，車載SerDes芯片長期以來主要由國際大廠如德州儀器（TI）、美信半導體（Maxim）等企業(yè)主導。這些企業(yè)憑借強大的研發(fā)實力和深厚的技術積累，在市場上形成了較高的技術和市場壁壘。然而，近年來，隨著中國車載電子市場的迅速發(fā)展和國內自主品牌的崛起，本土車載SerDes供應商開始逐漸展現出競爭力，不斷推動技術創(chuàng)新和產品升級，以期打破國際企業(yè)的市場壟斷。
以下為與非研究院整理的一些國產本土車載SerDes供應商：
慷智科技
作為國內車載SerDes領域的先行者之一，慷智科技自成立以來便專注于車規(guī)級高速模擬混合信號SerDes芯片的研發(fā)與生產。其產品通過自主研發(fā)的車載實時視頻傳輸協(xié)議AHDL和車載數字音頻傳輸協(xié)議AADL，不僅實現了技術上的突破，還擁有完整的知識產權保護。第一代車規(guī)級芯片已成功量產并被多家國內外汽車廠商采用，第二代產品則在速率上實現了顯著提升，最高可達6Gbps。
瑞發(fā)科
瑞發(fā)科在2023年推出的新一代車載SerDes芯片，憑借單通道正向傳輸速率從2Gbps到最高12.8Gbps的卓越性能，以及支持高達1500萬像素攝像頭和4K @ 60Hz分辨率顯示屏的能力，預示著其產品在高清視頻傳輸領域的領先地位。該系列產品計劃于年內在多家頭部主機廠的主流車型上量產，展現了中國企業(yè)在高端車載SerDes技術領域的強勁競爭力。
龍迅股份
龍迅股份憑借在高速混合信號芯片研發(fā)和銷售方面的深厚積累，開發(fā)出了一系列具有國際競爭力的產品。公司的高清視頻橋接及處理芯片和高速信號傳輸芯片，在安防監(jiān)控、視頻會議、車載顯示等領域得到了廣泛應用。特別是公司的車載SerDes項目，展現了龍迅股份在追求高品質車載電子產品方面的堅定決心和卓越能力。
龍訊股份車載攝像頭SerDes芯片方案架構，來源：卓訊偉宏
昆高新芯
昆高新芯是國內先行者之一，成功實現了TSN交換芯片的流片，且其TSN芯片即將量產。公司參與了多個國家級科研項目，并利用最近一輪融資加速研發(fā)高速萬兆車載T1 PHY、車載TSN交換機及高速車載視頻傳輸技術，旨在拓展其工業(yè)以太網產品線，包括高速萬兆PHY和管理型交換機。
景芯豪通
景芯豪通半導體，由JLSemi控股和韋爾股份合資成立，即將推出車規(guī)級車載視頻傳輸芯片系列，覆蓋2/4/6Gbps不同數據率需求，具有行業(yè)最低信號延時和最長30米傳輸距離。采用與ASA兼容的開放SerDes協(xié)議，促進全球互聯互通。隨著萬兆車載PHY和TSN交換機芯片推出，JLSemi將成為擁有全棧高速車載網絡通信技術的行業(yè)領先公司，推動汽車智能化和E/E架構變革。
飛昂創(chuàng)新
飛昂創(chuàng)新以其超高速DSP、CDR和光電接收及驅動電路的核心技術，開發(fā)出了16Gbps的車載SerDes核心物理層IP，采用PAM4編碼技術，實現了雙向無損數據通訊的能力。與現有技術相比，飛昂的解決方案在速率和分辨率上均有所提升，為高清視頻傳輸和多顯示屏菊花鏈提供了技術基礎。
裕太微
作為一家專注于高速有線通信芯片研發(fā)的企業(yè)，裕太微電子在以太網物理層芯片領域取得了顯著成就。公司的產品線涵蓋工規(guī)級、商規(guī)級及車規(guī)級等不同性能等級的以太網物理層芯片，滿足了從信息通訊到汽車電子等多個領域的應用需求。
部分國產SerDes芯片供應商介紹，來源：與非研究院整理
如何應對車載SerDes挑戰(zhàn)？
車載SerDes目前面臨的最主要的挑戰(zhàn)是，幾乎所有的解決方案都是專用的，想要實現組件之間的搭配使用，必須采用統(tǒng)一的芯片供應商的方案。
主流車載SerDes芯片解決方案，來源：蓋世汽車研究院
為打破專用限制，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(tǒng)一的標準，但頭部企業(yè)德州儀器、美信半導體未參與其中。此外，由多家半導體企業(yè)于 2018 年成立的MIPI聯盟專注于提供有關要求的輸入和協(xié)調，以確保 MIPI 滿足汽車行業(yè)的需求。
值得一提的是，MIPI A-PHY作為一種先進的SerDes物理層接口規(guī)范，其目標是通過標準化接口，降低成本并提高效率，尤其在車內SerDes鏈路的應用中顯示出巨大潛力。A-PHY規(guī)范作為MIPI協(xié)議的擴展，專門針對長距離傳輸進行了優(yōu)化，極大地豐富了現有車載網絡的集成方案。通過實際應用驗證，基于A-PHY的解決方案可以顯著降低汽車制造成本，其中總系統(tǒng)成本可降低15%，線束成本和連接器成本分別可以減少59%和74%，這一數據足以說明A-PHY在成本控制方面的巨大優(yōu)勢。
隨著A-PHY生態(tài)系統(tǒng)的日益完善，越來越多的客戶開始評估并采用基于該規(guī)范的芯片方案，這標志著A-PHY在車載SerDes解決方案市場中的地位逐步穩(wěn)固。MIPI聯盟不僅發(fā)布了A-PHY規(guī)范，還提出了MIPI車載SerDes解決方案（MASS）。A-PHY使得車載傳輸架構更為簡潔，同時具備了目前最高的EMC性能。這種全球統(tǒng)一的開放標準，不僅打破了市場上主要供應商（如德州儀器和美信半導體）的壟斷，還為整車廠商提供了更多選擇，從而降低了供應鏈風險。
隨著中國車載SerDes芯片企業(yè)的崛起，通過技術創(chuàng)新和產品優(yōu)化，不僅打破了外企在市場上的壟斷，還為中國汽車電子產業(yè)的自主創(chuàng)新和發(fā)展提供了強大的技術支撐，展示了中國企業(yè)在全球汽車電子市場中的競爭力。在新型高速連接技術的發(fā)展方面，華為力推的星閃技術應用也為智能汽車的發(fā)展帶來了新的動力。這些技術不僅提高了車內信息傳輸的速度和穩(wěn)定性，還為自動駕駛技術的實現提供了重要支持。
下載ECAD模型
