1. Desarrollo de la arquitectura electrónica y eléctrica

En 2020, cuando hablábamos de la Arquitectura Electrónica y Eléctrica (AEE) del automóvil, todavía hablábamos de pasar de la arquitectura distribuida a la arquitectura de control de dominio. De acuerdo con la definición de Bosch de las etapas de desarrollo de la AEE, todavía quedaban más de cinco años por delante. Sin embargo, cuatro años más tarde, nos encontramos con que las arquitecturas de la unidad de computación central de varios fabricantes de equipos originales están a punto de aterrizar, como la plataforma de computación central X-EEA3.0 de XPeng + la arquitectura de control de zona, la arquitectura de la plataforma de computación central de GAC Aion - Arquitectura Xingling, la arquitectura de la plataforma de computación de Great Wall GEEP3.0, y la arquitectura LEEA3.0 de Li Auto.

2. Ethernet como red troncal de comunicaciones en la automoción

Detrás de la rápida iteración de la arquitectura electrónica y eléctrica está la convergencia de las redes de comunicación de los vehículos. Partiendo de la arquitectura de control de dominios, el uso de Ethernet como red troncal para la comunicación en automoción se ha convertido en un consenso entre los fabricantes de equipos originales. A medida que la arquitectura electrónica y eléctrica itera hacia la computación casi centralizada, la demanda de chips Ethernet por parte de los OEM ha empezado a dispararse. El XPeng G9 adopta Gigabit Ethernet como arquitectura de comunicación X-CA de la red troncal, y la arquitectura CC del Wenjie M9 utiliza Ethernet como red troncal. Automotive Ethernet es una tecnología de red de área local diseñada específicamente para entornos de automoción. Se basa en los protocolos Ethernet tradicionales, pero se ha optimizado y ajustado a las necesidades especiales de las redes internas de los vehículos. En comparación con otras tecnologías, Ethernet para automoción presenta las siguientes ventajas:

• Gran ancho de banda: proporciona capacidades de transmisión de datos de gran ancho de banda para satisfacer aplicaciones de gran volumen de datos como la conducción autónoma y la transmisión de vídeo HD.
• Baja latencia: Fundamental para aplicaciones en tiempo real como la respuesta rápida de los sistemas de conducción autónoma.
• Alta fiabilidad: Mediante la optimización de la capa física y de enlace, mejora la fiabilidad de la red para entornos electromagnéticos complejos en automoción.
• Rentabilidad: En comparación con el cableado tradicional de varios arneses, utiliza transmisión de par trenzado, lo que reduce el peso y el coste del arnés a la vez que simplifica el cableado.
• Escalabilidad: Admite varios estándares de velocidad como 100BASE-T1, 1000BASE-T1, lo que permite velocidades de transmisión adecuadas para diferentes aplicaciones.
• Normalización: Promovida por múltiples organizaciones de normalización, incluido el IEEE, lo que garantiza una buena compatibilidad e interoperabilidad.

3. Chips clave para Ethernet en automoción

Los chips clave necesarios para Ethernet en automoción incluyen principalmente chips transceptores de capa física (PHY) y chips de conmutación TSN .Chips PHY: Pueden compararse con las estaciones base de señal, que implementan funciones de capa física de Ethernet, responsables de convertir las señales digitales en señales adecuadas para la transmisión del medio físico y de realizar la codificación/decodificación correspondiente. Chips de conmutación: Pueden compararse con concentradores de tráfico, que sirven como núcleo de la conmutación de red, responsables del reenvío de paquetes de datos entre diferentes nodos de red para una transmisión de datos eficiente .Las principales funciones de los chips de conmutación incluyen:

• Intercambio y gestión de datos
• Control del tráfico
• Soporte TSN para redes sensibles al tiempo
• Determinación de la estructura topológica de la red
• Influencia de los cuellos de botella
• Funciones de seguridad de la red

4. Valor del vehículo único y tamaño del mercado

La continua evolución de la arquitectura electrónica del automóvil ha disparado la demanda de chips Ethernet. En el caso de un solo vehículo, el Mercedes EQS utiliza entre 5 y 7 chips de conmutación, con una media de $30 por chip, y entre 10 y 15 chips PHY, con un valor total de $300. Se prevé que los vehículos de nivel L4 lleven más de 100 chips Ethernet, incluidas 12 cámaras y 4 pantallas, además de 7 chips de conmutación TSN y otros, con lo que el valor de los chips Ethernet de un solo vehículo ascenderá a $700. Según las previsiones de Ethernet Alliance, en 2030 el mercado chino de chips Ethernet alcanzará los 30.000 millones de yuanes, lo que supone la región de mayor crecimiento.Según las predicciones de Ethernet Alliance, en 2025 el mercado de chips Ethernet de China alcanzará los 30.000 millones de yuanes, lo que la convierte en la región con el crecimiento más significativo. Los datos del Centro de Investigación de Tecnología de Automoción de China y Shanxi Securities predicen que, en 2025, el tamaño del mercado nacional de chips Ethernet PHY para automoción superará los 12.000 millones de yuanes RMB, con un CAGR superior a 30%. El tamaño del mercado de chips de conmutación alcanzará los 17.800 millones de yuanes RMB.

5. Panorama de la competencia en Automotive Ethernet

En la actualidad, los proveedores de chips PHY Ethernet para automoción presentan patrones muy concentrados, dominados principalmente por empresas extranjeras como Marvell, Broadcom, NXP y TI, con una cuota de mercado combinada de 99%. Los proveedores nacionales de chips PHY son pocos, como Yutaiwei, Jinglue y Yitaiwei. En el caso de los chips de conmutación, la concentración es aún mayor, con sólo dos empresas estadounidenses: Marvell y Broadcom. Los obstáculos técnicos al desarrollo de chips de conmutación son los siguientes:

• Acumulación de comunicaciones: Requiere líneas de productos completas y equipos experimentados
• Barreras técnicas: La tecnología TSN requiere una sincronización temporal y una programación de datos complejas, y es compatible con múltiples estándares de protocolo como IEEE 802.1q, 802.1qbu, 802.1qbv, etc.

6. Futuro de Automotive Ethernet

Si observamos el progreso actual de NVIDIA, los dominios ADAS suelen utilizar 1 chip de conmutación Ethernet, mientras que los sistemas ADAS avanzados utilizan entre 2 y 3 chips .En la era Zonal o de computación central (era del vehículo definido por software), se utilizarán más chips de conmutación Ethernet, y cada vehículo necesitará entre 6 y 7 chips .Según el último informe de QY Research, se espera que el tamaño del mercado mundial de Ethernet para automoción alcance los $21.060 millones en 2029. Como China lidera la inteligencia automovilística mundial, esta vía nutrirá a múltiples empresas cotizadas .