1. Разработка электронной и электрической архитектуры

В 2020 году, когда мы обсуждали автомобильную электронную и электрическую архитектуру (EEA), мы все еще говорили о переходе от распределенной архитектуры к архитектуре управления доменом. Архитектура центрального вычислительного блока + зонального контроллера казалась недостижимой. Согласно определению Bosch о стадиях развития EEA, впереди было еще более пяти лет. Однако сегодня, четыре года спустя, мы видим, что архитектуры центральных вычислительных блоков различных OEM-производителей уже готовы к запуску, например, архитектура центральной вычислительной платформы X-EEA3.0 + зонального контроля компании XPeng, архитектура центральной вычислительной платформы GAC Aion - Xingling Architecture, архитектура вычислительной платформы Great Wall - GEEP3.0 и архитектура LEEA3.0 компании Li Auto.

2. Ethernet как магистраль автомобильной связи

За стремительным развитием электронной и электрической архитектуры стоит конвергенция сетей связи автомобилей. Начиная с архитектуры управления доменом, использование Ethernet в качестве магистральной сети для автомобильных коммуникаций стало консенсусом среди OEM-производителей. Поскольку электронная и электрическая архитектура итерируется в сторону квазицентральных вычислений, спрос OEM-производителей на чипы Ethernet начал расти. XPeng G9 использует гигабитный Ethernet в качестве магистральной сети X-CA коммуникационной архитектуры, а архитектура CC Wenjie M9 использует Ethernet в качестве магистральной сети. Automotive Ethernet - это технология локальной сети, специально разработанная для автомобильной среды. Она основана на традиционных протоколах Ethernet, но оптимизирована и приспособлена к особым потребностям внутренних сетей автомобилей. По сравнению с другими технологиями, автомобильный Ethernet имеет следующие преимущества:

• Высокая пропускная способность: Обеспечивает высокую пропускную способность передачи данных для решения задач с большим объемом данных, таких как автономное вождение и передача видео высокой четкости.
• Низкая задержка: Критически важно для приложений реального времени, таких как системы автономного вождения с быстрым реагированием
• Высокая надежность: Благодаря оптимизации физического и канального уровней повышается надежность сети для сложных электромагнитных условий в автомобилях
• Экономическая эффективность: По сравнению с традиционной проводкой, состоящей из нескольких жгутов, используется витая пара, что позволяет снизить вес и стоимость жгута и упростить проводку
• Масштабируемость: Поддерживает различные скоростные стандарты, такие как 100BASE-T1, 1000BASE-T1, обеспечивая соответствующую скорость передачи данных для различных приложений.
• Стандартизация: Продвигается множеством организаций по стандартизации, включая IEEE, обеспечивая хорошую совместимость и взаимодействие

3. Ключевые микросхемы для автомобильного Ethernet

Основные микросхемы, необходимые для автомобильного Ethernet, в основном включают микросхемы приемопередатчиков физического уровня (PHY) и микросхемы коммутаторов TSN .PHY-чипы: Можно сравнить с сигнальными базовыми станциями, реализующими функции физического уровня Ethernet, отвечающими за преобразование цифровых сигналов в сигналы, пригодные для передачи по физической среде, и выполняющими соответствующее кодирование/декодирование .Чипы коммутаторов: Можно сравнить с транспортными узлами, служащими ядром сетевой коммутации, отвечающими за пересылку пакетов данных между различными узлами сети для эффективной передачи данных .Основные функции микросхем коммутации включают:

• Обмен данными и управление
• Управление движением
• Поддержка TSN для работы в сетях, чувствительных к времени
• Определение структуры топологии сети
• Влияние узких мест на производительность
• Функции сетевой безопасности

4. Стоимость одного автомобиля и размер рынка

С непрерывным развитием автомобильной электронной архитектуры спрос на микросхемы Ethernet резко возрос. Для одного автомобиля Mercedes EQS используется 5-7 микросхем коммутаторов, в среднем около $30 на микросхему, 10-15 микросхем PHY, общей стоимостью около $300. Ожидается, что автомобили уровня L4 будут иметь более 100 микросхем Ethernet, включая 12 камер + 4 дисплея, плюс 7 микросхем коммутаторов TSN и другие, в результате чего стоимость микросхем Ethernet для одного автомобиля достигнет $700.Согласно прогнозам Ethernet Alliance, к 2025 году объем рынка Ethernet-чипов в Китае достигнет 30 млрд. юаней, что сделает его самым значительно растущим регионом. Данные Китайского центра исследований автомобильных технологий и Shanxi Securities прогнозируют, что к 2025 году объем рынка чипов Ethernet PHY в автомобилях превысит 12 млрд. юаней с CAGR более 30%. Объем рынка микросхем коммутаторов достигнет 17,8 млрд. юаней.

5. Ландшафт конкуренции в области автомобильных Ethernet

Современные поставщики микросхем PHY для автомобильного Ethernet демонстрируют высокую концентрацию, в основном доминируют иностранные компании, такие как Marvell, Broadcom, NXP и TI, с совокупной долей рынка 99%. Отечественные поставщики микросхем PHY включают лишь несколько компаний, таких как Yutaiwei, Jinglue и Yitaiwei. Для микросхем коммутаторов поставщики еще более сконцентрированы - только две американские компании: Marvell и Broadcom. Отечественные автономные поставки микросхем Switch пустые .Технические барьеры для развития микросхем Switch включают:

• Накопление коммуникаций: Требуются полные линейки продуктов и опытные команды
• Технические барьеры: Технология TSN требует сложной синхронизации времени и планирования данных, поддерживая множество стандартов протоколов, таких как IEEE 802.1q, 802.1qbu, 802.1qbv и др.

6. Будущее автомобильного Ethernet

Если посмотреть на текущий прогресс NVIDIA, то в доменах ADAS обычно используется 1 чип Ethernet-коммутатора, а в продвинутых системах ADAS - 2-3 чипа. В эпоху зональных или центральных вычислений (эпоха программно-определяемых автомобилей) будет использоваться больше чипов Ethernet-коммутаторов, и каждому автомобилю потребуется 6-7 чипов. Согласно последнему отчету QY Research, объем мирового рынка автомобильного Ethernet достигнет $21,06 млрд к 2029 году. Поскольку Китай лидирует в мировом автомобильном интеллекте, этот трек будет питать многочисленные перечисленные компании.