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百億市場蓄勢待發,車載SerDes國產替代正當時

   2022-06-24 蓋世汽車38440
核心提示:“如果把新能源比作上半場,智能網聯比作下半場,中國汽車行業在上半場取得了很大成效,但決定勝負還在下半場?!边@是全國政協經濟委員會副主任苗圩在今年初發表的一則感言?,F階段,智能網聯汽車技術進入落地關鍵期

“如果把新能源比作上半場,智能網聯比作下半場,中國汽車行業在上半場取得了很大成效,但決定勝負還在下半場。”這是全國政協經濟委員會副主任苗圩在今年初發表的一則感言。

 

現階段,智能網聯汽車技術進入落地關鍵期,體現到整車上,是越來越多新車通過堆砌高分辨率攝像頭來滿足智能駕駛時代對于環境感知的高標準,如蔚來ET7在其所搭載的12個攝像頭中,11個為800萬像素。而想要滿足自動駕駛高速對于攝像頭數據高速無延時無損傳輸的嚴苛需求,車載SerDes至關重要。

 

高速、低延遲,車載SerDes迎黃金發展期

 

SerDes是Serializer(串行器)和Deserializer(解串器)的簡稱,是當前主流的時分多路復用(TDM)、點對點(P2P)的串行通信技術;具有高速率(Gbps級)、低延遲、低功耗等特點,被廣泛應用于電信、消費類電子產品、工業等領域。

 

正如前文所說,汽車智能駕駛時代,特別是輔助駕駛/自動駕駛的普及,環境感知已成為汽車行業中一個新興的關鍵技術領域,車載攝像頭的數量、分辨率快速增加。

 

近期發布的集度ROBO 01;圖片來源:集度

基于近年來蔚來ET7、極氪001、理想L9、集度01、零跑C01等重磅新車平均搭載10+顆攝像頭的趨勢來看,蓋世汽車研究院認為,伴隨ADAS逐漸升級和加速滲透,疊加各車企硬件冗余性高,預計至2025年平均單車搭載量有望接近5對(10顆)。

 

 

與此同時,800萬像素攝像頭滲透率的逐漸走高,且這絕非各大車企的終極需求。今年5月,百度Apollo聯合索尼半導體方案公司、聯創電子與黑芝麻智能實現全球首創超1500萬高像素車載攝像頭模組。在他們看來,更高的像素可以讓“眼睛”看得更清、更遠、更廣,能滿足更多應用場景需求。

 

但想要看得更清、更遠、更廣不只需要更高像素的“眼睛”,還需無損無延時的傳輸“視覺神經”以及高速計算的“大腦”。

 

以800萬像素攝像頭高速無損無延時傳輸要求為例,一般為3264*2448=7990272個像素點。按照RGB三色24bit,攝像頭30幀計算,每秒該攝像頭產生的數據量為5.75Gbps帶寬。

 

這意味著,想要滿足當下ADAS以及未來更高階自動駕駛的需求,未來車載攝像頭數據的高速無延時、無損傳輸要求將越發嚴苛。而車載SerDes是當前唯一可以滿足如此高帶寬數據實時傳輸的方案。

 

此外,隨著車內信息顯示方式和人機交互方式的革新,以及車載信息娛樂需求的不斷提升,座艙屏幕數量和分辨率均呈現快速增長,SerDes又被用于車機向座艙屏幕的大帶寬數據傳輸,以及域控制器之間的高速實時數據傳輸。

 

基于此,研究機構Kingpin Market Research預測,至2026年,全球車載SerDes市場規模將從2020 年的1.94億美元增至3.49億美元,2021-2026 年的復合年增長率為10.3%。

 

不過,在業內人士看來,這一預期過于保守。

 

近期,蓋世汽車通過調研了解到,當前全球智能電動車領域引領者特斯拉以及全球半導體領域巨頭英偉達,均在其各自高階產品中使用了車載SerDes芯片。自動駕駛級別越高,所使用的數量越多,而攝像頭和顯示器分辨率越高,則SerDes芯片的售價也越高。

 

經多方訪談調研,并綜合全球平均單車攝像頭、顯示屏搭載量的增速,以及高像素攝像頭、高分辨率顯示器的滲透率走勢等多項數據,蓋世汽車研究院經分析預測,至2023年全球車載SerDes芯片市場規模就將達到數十億美元,未來十年,這一市場將朝著百億美元規模高速發展。這其中,基于中國智能駕駛發展現況及潛力,有望占四成。

 

市場騰飛在即,國產替代亟待挖掘

 

現階段,在缺“芯”困局及地緣政治博弈大背景下,脆弱的全球供應鏈讓我國汽車產業清醒地認識到想要實現汽車強國夢,必須聚焦“內循環”。正如我國領導人所說,“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”,芯片國產替代的呼聲愈發高漲。

 

據央視網報道,2019年我國芯片進口金額為3040億美元,遠超排名第二的原油進口額。但在長期依賴進口之下,是同年我國芯片自給率僅為30%左右,汽車芯片自給率不足10%。已成為制約我國科技高速、自主可控發展的重大隱患。為此,近年來我國大力發展半導體產業,致力于至2025年實現芯片自給率達到70%。

 

可是,談何容易?

 

聚焦車載SerDes芯片,目前行業內可用的解決方案主要為:德州儀器(TI)的FPD-link、美信半導體(Maxim)的GMSL、慷智集成電路(上海)有限公司(AIM)(以下簡稱為慷智)的AHDL、Inova Semiconductors的APIX以及羅姆(Rohm)的Clockless link等緊隨其后。

 

 

這其中,德州儀器(TI)、美信半導體(Maxim)幾乎壟斷了全球車載顯示SerDes與車載攝像頭SerDes市場。高筑的技術壁壘下本土玩家屈指可數。

 

究其原因,行業專家分析指出,一方面是國內相關技術起步較晚,不只是車載SerDes芯片,整個半導體產業制備工藝遠遠落后;其次是人才匱乏;三是車載SerDes芯片較工規芯片而言,要求更加嚴苛,包括車載的電磁環境、工作溫度環境、PPM等,且對于壽命、安全性、可靠性要求更高。

 

基于此,對于國內聚焦車載SerDes芯片領域的企業來說,這三個問題都已成為其實現國產突破的攔路虎。

 

而困境不止于此,當前SerDes解決方案本質上都是專用的,這意味想要實現組件之間的搭配使用,必須采用統一的芯片供應商的方案。

 

為打破這一限制,寶馬集團聯合大陸集團、恩智浦(NXP)等汽車、半導體領域巨頭在2019年成立了ASA(automotive SerDes alliance)聯盟,旨在制定統一的標準。但上述提及的德州儀器、美信半導體并未參與其中。

 

此外,是由多家半導體企業于2018年成立的MIPI AWG(Automotive Working Group),專注于提供有關要求的輸入和協調,以確保MIPI滿足汽車行業的需求。其中,以色列芯片企業Valens Semiconductor是首家推出符合MIPI A-PHY技術的公司,并與日本索尼半導體公司、中國舜宇光學展開合作,致力于將其應用于下一代圖像傳感器產品及相機模組中。按照規劃,第一批使用MIPI A-PHY組件的車輛預計將在2024年投產。

 

值得肯定的是,伴隨我國本土車載SerDes供應商在這條漫長道路上摸爬滾打,一步步攻克技術難關,近幾年逐漸開始嶄露頭角,如今年初受到小米集團、合創資本、廣發證券等諸多產業資本看好的慷智,再如瑞發科半導體,以及聯合景略半導體共同研發的韋爾股份等等,讓更多人看到了本土車載SerDes芯片的希望。

 

這其中,成立于2017年的慷智,其基于自主研發創新的高速數?;旌想娐芳夹g和擁有完整知識產權的AHDL(Automotive High Definition link)傳輸和實時雙向通訊協議的第一代產品已經量產近2年,第二代芯片在今年3月量產并已展開市場推廣。

 

車規級高速音視頻傳輸SERDES系列芯片;圖片來源:慷智

且就蓋世汽車了解,目前慷智的第一代產品已出貨近百萬顆芯片,全新的第二代車載SerDes芯片最高可達6Gbps,將在年內實現全面量產,并將在明年大批量上車,慷智已經成為了國內為數不多能夠自主研發,并已批量出貨的車載SerDes芯片廠商。

毫無疑問,對于本土車芯企業而言,當下是一個充滿機遇的時代,產業資本傾斜疊加芯片短缺為本土車芯企業提供了發展與趕超的資本與時間。

相較于外資企業,更貼近國內汽車市場需求,可提供更具性價比產品的同時,有著更敏捷的響應能力、更開放的開發模式以及不輸國際水平的產品力,讓本土車芯企業逐漸嶄露頭角。

當前,汽車智能化、數字化浪潮波濤洶涌,智能駕駛正快速從ADAS向高階自動駕駛演進,但正如前文所說,想要滿足現階段及未來自動駕駛對于行駛中運行條件的嚴格標準,車內通訊鏈接網絡必須保持高速無損低延遲且高可靠性,這些要求已成為下一代整車電子架構的剛需。

在此背景下,盡管車載SerDes芯片較數額龐大的半導體市場相對小眾,但同樣不容懈怠。中國已是全球最大的智能駕駛產品市場,而我們相信伴隨以慷智為代表的的本土芯企“發車”,在打破外資壟斷,填補國內產業空白的同時,將進一步賦能車企數字化轉型,并助力本土芯片實現真正的崛起。

 
 
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