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汽车以太网大爆发:TSN 交换机芯片成为新引擎

博客 汽车以太网3720

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1.电子和电气架构开发

2020 年,当我们讨论汽车电子电气架构(EEA)时,我们还在讨论从分布式架构升级到域控制架构。然而,四年后的今天,我们发现各家车厂的中央计算单元架构都即将落地,如新鹏的X-EEA3.0中央计算平台+区域控制架构、广汽爱安的中央计算平台架构--星灵架构、长城的计算平台架构GEEP3.0、骊威的LEEA3.0架构等。

2.以太网作为汽车通信主干网

电子和电气架构快速更新的背后是汽车通信网络的融合。从领域控制架构开始,使用以太网作为汽车通信的骨干网络已成为原始设备制造商的共识。XPeng G9 采用千兆以太网作为主干网络的 X-CA 通信架构,而文杰 M9 的 CC 架构则采用以太网作为主干网络。与其他技术相比,汽车以太网具有以下优势:

  • 高带宽:提供高带宽数据传输能力,以满足自动驾驶和高清视频传输等大数据量应用的需要
  • 低延迟:对自动驾驶系统等实时应用的快速响应至关重要
  • 高可靠性:通过物理层和链路层优化,提高了复杂汽车电磁环境下的网络可靠性
  • 成本效益高:与传统的多线束布线相比,使用双绞线传输,减轻了线束重量,降低了成本,同时简化了布线
  • 可扩展性:支持 100BASE-T1、1000BASE-T1 等各种速度标准,可为不同应用提供适当的传输速率
  • 标准化:由包括 IEEE 在内的多个标准化组织推广,确保良好的兼容性和互操作性

3.汽车以太网关键芯片

汽车以太网所需的关键芯片主要包括物理层收发器芯片(PHY)和 TSN 交换芯片:PHY芯片:可以比作信号基站,实现以太网物理层功能,负责将数字信号转换为适合物理介质传输的信号,并进行相应的编解码:交换芯片:可以比作交通枢纽,是网络交换的核心,负责在不同网络节点之间转发数据包,实现高效的数据传输:

  • 数据交换和管理
  • 交通管制
  • 支持 TSN 时敏网络
  • 确定网络拓扑结构
  • 性能瓶颈的影响
  • 网络安全功能

4.单车价值和市场规模

随着汽车电子架构的不断发展,对以太网芯片的需求激增。就单车价值而言,奔驰 EQS 使用 5-7 个交换机芯片,平均每个芯片约 $30,PHY 芯片 10-15 个,总价值约 $300。据以太网联盟预测,到 2025 年,中国以太网芯片市场规模将达到 300 亿元,成为增长最显著的地区。来自中国汽车技术研究中心和山西证券的数据预测,到 2025 年,国内汽车以太网 PHY 芯片市场规模将超过 120 亿元,年复合增长率超过 30%。交换机芯片市场规模将达到 178 亿元。

5.汽车以太网竞争格局

目前的汽车以太网 PHY 芯片供应商呈现出高度集中的格局,主要由 Marvell、Broadcom、NXP 和 TI 等国外公司主导,合计市场份额达 99%。国内 PHY 芯片供应商只有宇泰微、京路科技和亿泰微等少数几家:在交换芯片方面,供应商更加集中,只有两家美国公司:Marvell 和 Broadcom。国内开关芯片的自主供应是空白。开关芯片开发的技术壁垒包括

  • 交流积累:需要完整的产品线和经验丰富的团队
  • 技术障碍:TSN 技术需要复杂的时间同步和数据调度,支持多种协议标准,如 IEEE 802.1q、802.1qbu、802.1qbv 等。

6.汽车以太网的未来

根据英伟达目前的进展,ADAS领域通常使用1颗以太网交换机芯片,而高级ADAS系统使用2-3颗芯片。在区域时代或中央计算时代(软件定义汽车时代),将使用更多的以太网交换机芯片,每辆车需要6-7颗芯片。随着中国引领全球汽车智能化,这一赛道将培育出多家上市公司。

 

 

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