“如果把新能源比作上半場，智能網(wǎng)聯(lián)比作下半場，中國汽車行業(yè)在上半場取得了很大成效，但決定勝負(fù)還在下半場。”這是全國政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會副主任苗圩在今年初發(fā)表的一則感言。
現(xiàn)階段，智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)進(jìn)入落地關(guān)鍵期，體現(xiàn)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(huán)境感知的高標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)據(jù)高速無延時無損傳輸?shù)膰?yán)苛需求，車載SerDes至關(guān)重要。
高速、低延遲，車載SerDes迎黃金發(fā)展期
SerDes是Serializer（串行器）和Deserializer（解串器）的簡稱，是當(dāng)前主流的時分多路復(fù)用（TDM）、點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）的串行通信技術(shù)；具有高速率（Gbps級）、低延遲、低功耗等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電信、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、工業(yè)等領(lǐng)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(huán)境感知已成為汽車行業(yè)中一個新興的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，車載攝像頭的數(shù)量、分辨率快速增加。
近期發(fā)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(rèn)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(yù)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(lián)合索尼半導(dǎo)體方案公司、聯(lián)創(chuàng)電子與黑芝麻智能實(shí)現(xiàn)全球首創(chuàng)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(yuǎn)、更廣，能滿足更多應(yīng)用場景需求。
但想要看得更清、更遠(yuǎn)、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(jīng)”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(diǎn)。按照RGB三色24bit，攝像頭30幀計算，該攝像頭每秒產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約為5.75Gbps帶寬。
這意味著，想要滿足當(dāng)下ADAS以及未來更高階自動駕駛的需求，未來車載攝像頭數(shù)據(jù)的高速無延時、無損傳輸要求將越發(fā)嚴(yán)苛。而車載SerDes是當(dāng)前唯一可以滿足如此高帶寬數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)姆桨浮?/p>
此外，隨著車內(nèi)信息顯示方式和人機(jī)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(shù)量和分辨率均呈現(xiàn)快速增長，SerDes又被用于車機(jī)向座艙屏幕的大帶寬數(shù)據(jù)傳輸，以及域控制器之間的高速實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸。
基于此，研究機(jī)構(gòu)Kingpin Market Research預(yù)測，至2026年，全球車載SerDes市場規(guī)模將從2020 年的1.94億美元增至3.49億美元，2021-2026 年的復(fù)合年增長率為10.3%。
不過，在業(yè)內(nèi)人士看來，這一預(yù)期過于保守。
近期，蓋世汽車通過調(diào)研了解到，當(dāng)前全球智能電動車領(lǐng)域引領(lǐng)者特斯拉以及全球半導(dǎo)體領(lǐng)域巨頭英偉達(dá)，均在其各自高階產(chǎn)品中使用了車載SerDes芯片。自動駕駛級別越高，所使用的數(shù)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(jīng)多方訪談?wù){(diào)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(xiàng)數(shù)據(jù)，蓋世汽車研究院經(jīng)分析預(yù)測，至2023年全球車載SerDes芯片市場規(guī)模就將達(dá)到數(shù)十億美元，未來十年，這一市場將朝著百億美元規(guī)模高速發(fā)展。這其中，基于中國智能駕駛發(fā)展現(xiàn)況及潛力，有望占四成。
市場騰飛在即，國產(chǎn)替代亟待挖掘
現(xiàn)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(yīng)鏈讓我國汽車產(chǎn)業(yè)清醒地認(rèn)識到想要實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國夢，必須聚焦“內(nèi)循環(huán)”。正如我國領(lǐng)導(dǎo)人所說，“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的”，芯片國產(chǎn)替代的呼聲愈發(fā)高漲。
據(jù)央視網(wǎng)報道，2019年我國芯片進(jìn)口金額為3040億美元，遠(yuǎn)超排名第二的原油進(jìn)口額。但在長期依賴進(jìn)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(fā)展的重大隱患。為此，近年來我國大力發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，致力于至2025年實(shí)現(xiàn)芯片自給率達(dá)到70%。
可是，談何容易？
聚焦車載SerDes芯片，目前行業(yè)內(nèi)可用的解決方案主要為：德州儀器（TI）的FPD-Link、美信半導(dǎo)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(dǎo)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(shù)壁壘下本土玩家屈指可數(shù)。
究其原因，行業(yè)專家分析指出，一方面是國內(nèi)相關(guān)技術(shù)起步較晚，不只是車載SerDes芯片，整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制備工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后；其次是人才匱乏；三是車載SerDes芯片較工規(guī)芯片而言，要求更加嚴(yán)苛，包括車載的電磁環(huán)境、工作溫度環(huán)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(nèi)聚焦車載SerDes芯片領(lǐng)域的企業(yè)來說，這三個問題都已成為其實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)突破的攔路虎。
而困境不止于此，當(dāng)前SerDes解決方案本質(zhì)上都是專用的，這意味想要實(shí)現(xiàn)組件之間的搭配使用，必須采用統(tǒng)一的芯片供應(yīng)商的方案。
為打破這一限制，寶馬集團(tuán)聯(lián)合大陸集團(tuán)、恩智浦（NXP）等汽車、半導(dǎo)體領(lǐng)域巨頭在2019年成立了ASA（automotive SerDes alliance）聯(lián)盟，旨在制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但上述提及的德州儀器、美信半導(dǎo)體并未參與其中。
此外，是由多家半導(dǎo)體企業(yè)于2018年成立的MIPI AWG（Automotive Working Group），專注于提供有關(guān)要求的輸入和協(xié)調(diào)，以確保MIPI滿足汽車行業(yè)的需求。其中，以色列芯片企業(yè)Valens Semiconductor是首家推出符合MIPI A-PHY技術(shù)的公司，并與日本索尼半導(dǎo)體公司、中國舜宇光學(xué)展開合作，致力于將其應(yīng)用于下一代圖像傳感器產(chǎn)品及相機(jī)模組中。按照規(guī)劃，第一批使用MIPI A-PHY組件的車輛預(yù)計將在2024年投產(chǎn)。
值得肯定的是，伴隨我國本土車載SerDes供應(yīng)商在這條漫長道路上摸爬滾打，一步步攻克技術(shù)難關(guān)，近幾年逐漸開始嶄露頭角，如今年初受到小米集團(tuán)、合創(chuàng)資本、廣發(fā)證券等諸多產(chǎn)業(yè)資本看好的慷智，再如瑞發(fā)科半導(dǎo)體，以及聯(lián)合景略半導(dǎo)體共同研發(fā)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(fā)創(chuàng)新的高速數(shù)模混合電路技術(shù)和擁有完整知識產(chǎn)權(quán)的AHDL（Automotive High Definition Link）傳輸和實(shí)時雙向通訊協(xié)議的第一代產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)近2年，第二代芯片在今年3月量產(chǎn)并已展開市場推廣。
車規(guī)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(chǎn)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(dá)6Gbps，將在年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全面量產(chǎn)，并將在明年大批量上車，慷智已經(jīng)成為了國內(nèi)為數(shù)不多能夠自主研發(fā)，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(yè)而言，當(dāng)下是一個充滿機(jī)遇的時代，產(chǎn)業(yè)資本傾斜疊加芯片短缺為本土車芯企業(yè)提供了發(fā)展與趕超的資本與時間。
相較于外資企業(yè)，更貼近國內(nèi)汽車市場需求，可提供更具性價比產(chǎn)品的同時，有著更敏捷的響應(yīng)能力、更開放的開發(fā)模式以及不輸國際水平的產(chǎn)品力，讓本土車芯企業(yè)逐漸嶄露頭角。
當(dāng)前，汽車智能化、數(shù)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(jìn)，但正如前文所說，想要滿足現(xiàn)階段及未來自動駕駛對于行駛中運(yùn)行條件的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，車內(nèi)通訊鏈接網(wǎng)絡(luò)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(gòu)的剛需。
在此背景下，盡管車載SerDes芯片較數(shù)額龐大的半導(dǎo)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(chǎn)品市場，而我們相信伴隨以慷智為代表的的本土芯企“發(fā)車”，在打破外資壟斷，填補(bǔ)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白的同時，將進(jìn)一步賦能車企數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并助力本土芯片實(shí)現(xiàn)真正的崛起。
來源：蓋世汽車
作者：鐘琳
