1. تطوير البنية الإلكترونية والكهربائية

في عام 2020، عندما ناقشنا البنية الإلكترونية والكهربائية للسيارات (EEA)، كنا لا نزال نتحدث عن الترقية من البنية الموزعة إلى بنية التحكم في المجال. بدت بنية وحدة الحوسبة المركزية + بنية وحدة التحكم في المنطقة بعيدة المنال، فوفقًا لتعريف بوش لمراحل تطوير الهندسة الإلكترونية والكهربائية للسيارات، كان لا يزال هناك أكثر من خمس سنوات متبقية. ومع ذلك، بعد أربع سنوات اليوم، نجد أن العديد من بنيات وحدة الحوسبة المركزية لمصنعي المعدات الأصلية على وشك الوصول، مثل منصة الحوسبة المركزية X-EEA3.0 من XPeng + بنية التحكم في المنطقة من XPeng، وبنية منصة الحوسبة المركزية من GAC Aion - بنية Xingling Architecture، وبنية منصة الحوسبة من Great Wall GEEP3.0، وبنية LEEA3.0 من Li Auto.

2. الإيثرنت كعمود فقري لاتصالات السيارات

يقف وراء التكرار السريع للهندسة الإلكترونية والكهربائية تقارب شبكات اتصالات السيارات. فبدءاً من بنية التحكم في المجال، أصبح استخدام الإيثرنت كشبكة أساسية لاتصالات السيارات محل إجماع بين مصنعي المعدات الأصلية. ومع التكرار السريع للهندسة الإلكترونية والكهربائية نحو الحوسبة شبه المركزية، بدأ طلب مصنعي المعدات الأصلية على رقائق الإيثرنت في الازدياد، حيث تعتمد XPeng G9 على شبكة إيثرنت جيجابت إيثرنت كبنية اتصالات الشبكة الأساسية X-CA، وتستخدم بنية CC الخاصة بـ Wenjie M9 شبكة إيثرنت كشبكة أساسية. إيثرنت السيارات هي تقنية شبكة محلية مصممة خصيصًا لبيئات السيارات. وهي تستند إلى بروتوكولات الإيثرنت التقليدية ولكن تم تحسينها وتعديلها لتلبية الاحتياجات الخاصة للشبكات الداخلية للمركبات، وبالمقارنة مع التقنيات الأخرى، فإن إيثرنت السيارات تتمتع بالمزايا التالية:

• عرض النطاق الترددي العالي: يوفر إمكانات نقل البيانات بنطاق ترددي عالٍ لتلبية التطبيقات ذات حجم البيانات الكبير مثل القيادة الذاتية ونقل الفيديو عالي الدقة
• زمن استجابة منخفض: أمر بالغ الأهمية لتطبيقات الوقت الحقيقي مثل الاستجابة السريعة لأنظمة القيادة الذاتية
• موثوقية عالية: من خلال تحسين الطبقة الفيزيائية وطبقة الارتباط، تعمل على تحسين موثوقية الشبكة في البيئات الكهرومغناطيسية المعقدة للسيارات
• كفاءة التكلفة: مقارنةً بالأسلاك التقليدية متعددة الأسلاك، يستخدم ناقل أسلاك مزدوج ملتوي، مما يقلل من وزن الأسلاك وتكلفتها مع تبسيط الأسلاك
• قابلية التوسع: يدعم معايير سرعة مختلفة مثل 100BASE-T1 و1000BASE-T1، مما يسمح بمعدلات نقل مناسبة للتطبيقات المختلفة
• التوحيد القياسي: روجت له العديد من منظمات التقييس بما في ذلك IEEE، مما يضمن التوافق الجيد وقابلية التشغيل البيني

3. الرقائق الرئيسية لشبكة إيثرنت للسيارات

تتضمن الرقائق الرئيسية اللازمة لإيثرنت السيارات بشكل أساسي رقائق الطبقة الفيزيائية للإرسال والاستقبال (PHY) ورقاقات تبديل الطبقة الفيزيائية: يمكن مقارنتها بالمحطات القاعدية للإشارة، حيث تنفذ وظائف الطبقة المادية للإيثرنت، وهي مسؤولة عن تحويل الإشارات الرقمية إلى إشارات مناسبة للإرسال عبر وسيط فيزيائي وتنفيذ الترميز/فك الترميز المقابل .رقائق التبديل: يمكن مقارنتها بمحاور حركة المرور، التي تعمل كنواة لتبديل الشبكة، وهي مسؤولة عن إعادة توجيه حزم البيانات بين عقد الشبكة المختلفة لنقل البيانات بكفاءة:

• تبادل البيانات وإدارتها
• مراقبة حركة المرور
• دعم TSN للشبكات الحساسة للوقت
• تحديد بنية طوبولوجيا الشبكة
• تأثير عنق الزجاجة في الأداء
• ميزات أمان الشبكة

4. قيمة السيارة الواحدة وحجم السوق

مع التطور المستمر للهندسة الإلكترونية للسيارات، ارتفع الطلب على رقائق الإيثرنت. بالنسبة لقيمة السيارة الواحدة، تستخدم سيارة مرسيدس EQS من 5 إلى 7 رقائق تبديل، بمتوسط حوالي $30 لكل رقاقة، مع 10-15 رقاقة PHY، أي ما مجموعه حوالي $300 في القيمة .من المتوقع أن تحمل السيارات من المستوى L4 أكثر من 100 رقاقة إيثرنت، بما في ذلك 12 كاميرا + 4 شاشات، بالإضافة إلى 7 رقائق تبديل TSN وغيرها، مما يجعل قيمة رقاقة إيثرنت للسيارة الواحدة تصل إلى $700 .وفقًا لتوقعات تحالف إيثرنت، سيصل سوق رقاقات الإيثرنت في الصين بحلول عام 2025 إلى 30 مليار يوان، مما يجعلها المنطقة الأكثر نموًا بشكل كبير. وتتوقع بيانات مركز أبحاث تكنولوجيا السيارات الصيني وشانشي للأوراق المالية أنه بحلول عام 2025، سيتجاوز حجم سوق رقاقات إيثرنت PHY المحلية للسيارات 12 مليار يوان يوان صيني بمعدل نمو سنوي مركب يزيد عن 301 تيرابايت 3 تيرابايت. سيصل حجم سوق رقاقات التبديل إلى 17.8 مليار يوان يوان صيني.

5. مشهد منافسة إيثرنت السيارات

يُظهر الموردون الحاليون لرقائق إيثرنت PHY الخاصة بالسيارات أنماطًا شديدة التركيز، حيث تهيمن عليها بشكل أساسي شركات أجنبية مثل Marvell وBroadcom وNXP وTI، بحصة سوقية مجمعة تبلغ 99%. يشمل موردو رقائق PHY المحليون عددًا قليلًا فقط مثل Yutaiwei وJinglue وYitaiwei.بالنسبة لرقائق التبديل، يتركز الموردون بشكل أكبر مع شركتين أمريكيتين فقط: مارفيل وبرودكوم. الإمداد المحلي المستقل لشرائح التبديل المحلية فارغ، وتشمل العوائق التقنية لتطوير شرائح التبديل ما يلي:

• تراكم الاتصالات: يتطلب خطوط إنتاج كاملة وفرق عمل ذات خبرة
• الحواجز التقنية: تتطلب تقنية TSN مزامنة معقدة للوقت وجدولة البيانات، وتدعم معايير بروتوكولات متعددة مثل IEEE 802.1q و802.1qbu و802.1qbv، إلخ.

6. مستقبل إيثرنت السيارات

وبالنظر إلى التقدم الحالي لشركة NVIDIA، فإن مجالات أنظمة مساعدة السائقين المتطورة تستخدم عادةً شريحة واحدة لمفتاح إيثرنت، بينما تستخدم أنظمة مساعدة السائقين المتطورة رقاقتين أو ثلاث رقائق، وفي عصر المناطق أو عصر الحوسبة المركزية (عصر المركبات المعرفة بالبرمجيات)، سيتم استخدام المزيد من رقائق مفتاح إيثرنت، حيث تحتاج كل مركبة إلى 6-7 رقائق، ووفقاً لأحدث تقرير صادر عن QY Research، من المتوقع أن يصل حجم سوق إيثرنت السيارات العالمي إلى $21.06 مليار بحلول عام 2029. نظرًا لأن الصين تقود الذكاء العالمي للسيارات، فإن هذا المسار سيغذي العديد من الشركات المدرجة .