1. Entwicklung der elektronischen und elektrischen Architektur

Im Jahr 2020, als wir über die elektronische und elektrische Architektur (EEA) von Kraftfahrzeugen diskutierten, sprachen wir immer noch über die Umstellung von einer verteilten Architektur auf eine Domänensteuerungsarchitektur. Nach der Bosch-Definition der EEA-Entwicklungsstufen waren es noch mehr als fünf Jahre bis dahin, aber heute, vier Jahre später, sehen wir, dass die Architekturen der zentralen Recheneinheiten verschiedener OEMs kurz vor dem Durchbruch stehen, wie z.B. die X-EEA3.0-Architektur der zentralen Rechenplattform + Zonensteuerung von XPeng, die Xingling-Architektur der zentralen Rechenplattform von GAC Aion, die GEEP3.0-Architektur der Rechenplattform von Great Wall und die LEEA3.0-Architektur von Li Auto.

2. Ethernet als Kommunikations-Backbone im Automobil

Hinter der rasanten Entwicklung der elektronischen und elektrischen Architektur steht die Konvergenz der Fahrzeugkommunikationsnetze. Ausgehend von der Domänensteuerungsarchitektur hat sich die Verwendung von Ethernet als Backbone-Netz für die Fahrzeugkommunikation zu einem Konsens unter den OEMs entwickelt. Da sich die elektronische und elektrische Architektur in Richtung einer quasi zentralen Datenverarbeitung entwickelt, ist die Nachfrage der OEMs nach Ethernet-Chips explodiert. XPeng G9 verwendet Gigabit-Ethernet als Backbone-Netzwerk für die X-CA-Kommunikationsarchitektur, und die CC-Architektur des Wenjie M9 nutzt Ethernet als Backbone-Netzwerk. Automotive Ethernet ist eine Technologie für lokale Netzwerke, die speziell für Automobilumgebungen entwickelt wurde. Es basiert auf den traditionellen Ethernet-Protokollen, ist aber für die speziellen Anforderungen von fahrzeuginternen Netzwerken optimiert und angepasst:

• Hohe Bandbreite: Bietet Datenübertragungsmöglichkeiten mit hoher Bandbreite für Anwendungen mit hohem Datenaufkommen wie autonomes Fahren und HD-Videoübertragung
• Geringe Latenzzeit: Entscheidend für Echtzeitanwendungen wie die schnelle Reaktion autonomer Fahrsysteme
• Hohe Zuverlässigkeit: Durch die Optimierung der physikalischen und der Verbindungsschicht wird die Netzwerkzuverlässigkeit für komplexe elektromagnetische Umgebungen in Kraftfahrzeugen verbessert.
• Kosteneffizienz: Im Vergleich zur herkömmlichen Verkabelung mit mehreren Kabelbäumen wird eine verdrillte Zweidrahtübertragung verwendet, was das Gewicht und die Kosten des Kabelbaums reduziert und die Verkabelung vereinfacht.
• Skalierbarkeit: Unterstützt verschiedene Geschwindigkeitsstandards wie 100BASE-T1, 1000BASE-T1 und ermöglicht so angemessene Übertragungsraten für verschiedene Anwendungen
• Normung: Gefördert von mehreren Standardisierungsorganisationen, einschließlich IEEE, um eine gute Kompatibilität und Interoperabilität zu gewährleisten

3. Schlüsselchips für Automotive Ethernet

Zu den wichtigsten Chips, die für Automotive Ethernet benötigt werden, gehören Physical Layer Transceiver Chips (PHY) und TSN Switch Chips .PHY Chips: Können mit Signal-Basisstationen verglichen werden, die die Funktionen der physikalischen Schicht von Ethernet implementieren und für die Umwandlung von digitalen Signalen in Signale, die für die Übertragung über das physikalische Medium geeignet sind, sowie für die Durchführung der entsprechenden Kodierung/Dekodierung verantwortlich sind .Switch-Chips: Kann mit Verkehrsknotenpunkten verglichen werden, die als Kernstück der Netzwerkvermittlung dienen und für die Weiterleitung von Datenpaketen zwischen verschiedenen Netzwerkknoten für eine effiziente Datenübertragung verantwortlich sind .Switch-Chip-Hauptfunktionen umfassen:

• Datenaustausch und -verwaltung
• Verkehrskontrolle
• TSN-Unterstützung für zeitabhängige Vernetzung
• Bestimmung der Netzwerktopologiestruktur
• Einfluss von Leistungsengpässen
• Netzwerksicherheitsfunktionen

4. Einzelfahrzeugwert und Marktgröße

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der elektronischen Architektur von Kraftfahrzeugen ist die Nachfrage nach Ethernet-Chips sprunghaft angestiegen. Für ein einzelnes Fahrzeug verwendet der Mercedes EQS 5-7 Switch-Chips, durchschnittlich etwa $30 pro Chip, mit 10-15 PHY-Chips, insgesamt etwa $300 im Wert .L4-Level-Fahrzeuge werden voraussichtlich über 100 Ethernet-Chips tragen, einschließlich 12 Kameras + 4 Displays, plus 7 TSN-Switch-Chips und andere, was den Wert eines einzelnen Fahrzeugs Ethernet-Chips auf $700 bringt.Laut Prognosen der Ethernet Alliance wird der chinesische Markt für Ethernet-Chips bis 2025 ein Volumen von 30 Milliarden Yuan erreichen und damit die am stärksten wachsende Region sein. 2025 wird der inländische Markt für Ethernet-PHY-Chips in Kraftfahrzeugen laut Daten des China Automotive Technology Research Center und Shanxi Securities ein Volumen von 12 Milliarden Yuan RMB mit einer CAGR von über 30% erreichen. Der Markt für Switch-Chips wird 17,8 Milliarden Yuan RMB erreichen.

5. Automotive Ethernet Wettbewerbslandschaft

Die derzeitigen Anbieter von Automotive-Ethernet-PHY-Chips weisen eine hohe Konzentration auf, die hauptsächlich von ausländischen Unternehmen wie Marvell, Broadcom, NXP und TI mit einem Marktanteil von insgesamt 99% dominiert wird. Zu den inländischen PHY-Chip-Anbietern gehören nur einige wenige wie Yutaiwei, Jinglue und Yitaiwei. Bei den Switch-Chips sind die Anbieter mit nur zwei US-Unternehmen noch stärker konzentriert: Marvell und Broadcom. Das autonome inländische Angebot an Switch-Chips ist leer, und die technischen Hindernisse für die Entwicklung von Switch-Chips umfassen:

• Anhäufung von Kommunikation: Erfordert komplette Produktlinien und erfahrene Teams
• Technische Hindernisse: Die TSN-Technologie erfordert eine komplexe Zeitsynchronisation und Datenplanung und unterstützt mehrere Protokollstandards wie IEEE 802.1q, 802.1qbu, 802.1qbv usw.

6. Zukunft von Automotive Ethernet

Betrachtet man die aktuellen Fortschritte von NVIDIA, so wird in ADAS-Domänen typischerweise ein Ethernet-Switch-Chip verwendet, während fortgeschrittene ADAS-Systeme 2-3 Chips verwenden .In der Zonal- oder Central-Computing-Ära (Software-Defined-Vehicle-Ära) werden mehr Ethernet-Switch-Chips verwendet werden, wobei jedes Fahrzeug 6-7 Chips benötigt .Laut dem neuesten Bericht von QY Research wird erwartet, dass der globale Automobil-Ethernet-Markt bis 2029 $21,06 Milliarden erreichen wird. Da China im Bereich der Automobil-Intelligenz weltweit führend ist, wird dieser Weg mehrere börsennotierte Unternehmen fördern.