百亿市场蓄势待发,车载SerDes国产替代正当时

   2022-06-24 盖世汽车37940
核心提示:“如果把新能源比作上半场,智能网联比作下半场,中国汽车行业在上半场取得了很大成效,但决定胜负还在下半场。”这是全国政协经济委员会副主任苗圩在今年初发表的一则感言。现阶段,智能网联汽车技术进入落地关键期

“如果把新能源比作上半场,智能网联比作下半场,中国汽车行业在上半场取得了很大成效,但决定胜负还在下半场。”这是全国政协经济委员会副主任苗圩在今年初发表的一则感言。

 

现阶段,智能网联汽车技术进入落地关键期,体现到整车上,是越来越多新车通过堆砌高分辨率摄像头来满足智能驾驶时代对于环境感知的高标准,如蔚来ET7在其所搭载的12个摄像头中,11个为800万像素。而想要满足自动驾驶高速对于摄像头数据高速无延时无损传输的严苛需求,车载SerDes至关重要。

 

高速、低延迟,车载SerDes迎黄金发展期

 

SerDes是Serializer(串行器)和Deserializer(解串器)的简称,是当前主流的时分多路复用(TDM)、点对点(P2P)的串行通信技术;具有高速率(Gbps级)、低延迟、低功耗等特点,被广泛应用于电信、消费类电子产品、工业等领域。

 

正如前文所说,汽车智能驾驶时代,特别是辅助驾驶/自动驾驶的普及,环境感知已成为汽车行业中一个新兴的关键技术领域,车载摄像头的数量、分辨率快速增加。

 

近期发布的集度ROBO 01;图片来源:集度

基于近年来蔚来ET7、极氪001、理想L9、集度01、零跑C01等重磅新车平均搭载10+颗摄像头的趋势来看,盖世汽车研究院认为,伴随ADAS逐渐升级和加速渗透,叠加各车企硬件冗余性高,预计至2025年平均单车搭载量有望接近5对(10颗)。

 

 

与此同时,800万像素摄像头渗透率的逐渐走高,且这绝非各大车企的终极需求。今年5月,百度Apollo联合索尼半导体方案公司、联创电子与黑芝麻智能实现全球首创超1500万高像素车载摄像头模组。在他们看来,更高的像素可以让“眼睛”看得更清、更远、更广,能满足更多应用场景需求。

 

但想要看得更清、更远、更广不只需要更高像素的“眼睛”,还需无损无延时的传输“视觉神经”以及高速计算的“大脑”。

 

以800万像素摄像头高速无损无延时传输要求为例,一般为3264*2448=7990272个像素点。按照RGB三色24bit,摄像头30帧计算,每秒该摄像头产生的数据量为5.75Gbps带宽。

 

这意味着,想要满足当下ADAS以及未来更高阶自动驾驶的需求,未来车载摄像头数据的高速无延时、无损传输要求将越发严苛。而车载SerDes是当前唯一可以满足如此高带宽数据实时传输的方案。

 

此外,随着车内信息显示方式和人机交互方式的革新,以及车载信息娱乐需求的不断提升,座舱屏幕数量和分辨率均呈现快速增长,SerDes又被用于车机向座舱屏幕的大带宽数据传输,以及域控制器之间的高速实时数据传输。

 

基于此,研究机构Kingpin Market Research预测,至2026年,全球车载SerDes市场规模将从2020 年的1.94亿美元增至3.49亿美元,2021-2026 年的复合年增长率为10.3%。

 

不过,在业内人士看来,这一预期过于保守。

 

近期,盖世汽车通过调研了解到,当前全球智能电动车领域引领者特斯拉以及全球半导体领域巨头英伟达,均在其各自高阶产品中使用了车载SerDes芯片。自动驾驶级别越高,所使用的数量越多,而摄像头和显示器分辨率越高,则SerDes芯片的售价也越高。

 

经多方访谈调研,并综合全球平均单车摄像头、显示屏搭载量的增速,以及高像素摄像头、高分辨率显示器的渗透率走势等多项数据,盖世汽车研究院经分析预测,至2023年全球车载SerDes芯片市场规模就将达到数十亿美元,未来十年,这一市场将朝着百亿美元规模高速发展。这其中,基于中国智能驾驶发展现况及潜力,有望占四成。

 

市场腾飞在即,国产替代亟待挖掘

 

现阶段,在缺“芯”困局及地缘政治博弈大背景下,脆弱的全球供应链让我国汽车产业清醒地认识到想要实现汽车强国梦,必须聚焦“内循环”。正如我国领导人所说,“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”,芯片国产替代的呼声愈发高涨。

 

据央视网报道,2019年我国芯片进口金额为3040亿美元,远超排名第二的原油进口额。但在长期依赖进口之下,是同年我国芯片自给率仅为30%左右,汽车芯片自给率不足10%。已成为制约我国科技高速、自主可控发展的重大隐患。为此,近年来我国大力发展半导体产业,致力于至2025年实现芯片自给率达到70%。

 

可是,谈何容易?

 

聚焦车载SerDes芯片,目前行业内可用的解决方案主要为:德州仪器(TI)的FPD-link、美信半导体(Maxim)的GMSL、慷智集成电路(上海)有限公司(AIM)(以下简称为慷智)的AHDL、Inova Semiconductors的APIX以及罗姆(Rohm)的Clockless link等紧随其后。

 

 

这其中,德州仪器(TI)、美信半导体(Maxim)几乎垄断了全球车载显示SerDes与车载摄像头SerDes市场。高筑的技术壁垒下本土玩家屈指可数。

 

究其原因,行业专家分析指出,一方面是国内相关技术起步较晚,不只是车载SerDes芯片,整个半导体产业制备工艺远远落后;其次是人才匮乏;三是车载SerDes芯片较工规芯片而言,要求更加严苛,包括车载的电磁环境、工作温度环境、PPM等,且对于寿命、安全性、可靠性要求更高。

 

基于此,对于国内聚焦车载SerDes芯片领域的企业来说,这三个问题都已成为其实现国产突破的拦路虎。

 

而困境不止于此,当前SerDes解决方案本质上都是专用的,这意味想要实现组件之间的搭配使用,必须采用统一的芯片供应商的方案。

 

为打破这一限制,宝马集团联合大陆集团、恩智浦(NXP)等汽车、半导体领域巨头在2019年成立了ASA(automotive SerDes alliance)联盟,旨在制定统一的标准。但上述提及的德州仪器、美信半导体并未参与其中。

 

此外,是由多家半导体企业于2018年成立的MIPI AWG(Automotive Working Group),专注于提供有关要求的输入和协调,以确保MIPI满足汽车行业的需求。其中,以色列芯片企业Valens Semiconductor是首家推出符合MIPI A-PHY技术的公司,并与日本索尼半导体公司、中国舜宇光学展开合作,致力于将其应用于下一代图像传感器产品及相机模组中。按照规划,第一批使用MIPI A-PHY组件的车辆预计将在2024年投产。

 

值得肯定的是,伴随我国本土车载SerDes供应商在这条漫长道路上摸爬滚打,一步步攻克技术难关,近几年逐渐开始崭露头角,如今年初受到小米集团、合创资本、广发证券等诸多产业资本看好的慷智,再如瑞发科半导体,以及联合景略半导体共同研发的韦尔股份等等,让更多人看到了本土车载SerDes芯片的希望。

 

这其中,成立于2017年的慷智,其基于自主研发创新的高速数模混合电路技术和拥有完整知识产权的AHDL(Automotive High Definition link)传输和实时双向通讯协议的第一代产品已经量产近2年,第二代芯片在今年3月量产并已展开市场推广。

 

车规级高速音视频传输SERDES系列芯片;图片来源:慷智

且就盖世汽车了解,目前慷智的第一代产品已出货近百万颗芯片,全新的第二代车载SerDes芯片最高可达6Gbps,将在年内实现全面量产,并将在明年大批量上车,慷智已经成为了国内为数不多能够自主研发,并已批量出货的车载SerDes芯片厂商。

毫无疑问,对于本土车芯企业而言,当下是一个充满机遇的时代,产业资本倾斜叠加芯片短缺为本土车芯企业提供了发展与赶超的资本与时间。

相较于外资企业,更贴近国内汽车市场需求,可提供更具性价比产品的同时,有着更敏捷的响应能力、更开放的开发模式以及不输国际水平的产品力,让本土车芯企业逐渐崭露头角。

当前,汽车智能化、数字化浪潮波涛汹涌,智能驾驶正快速从ADAS向高阶自动驾驶演进,但正如前文所说,想要满足现阶段及未来自动驾驶对于行驶中运行条件的严格标准,车内通讯链接网络必须保持高速无损低延迟且高可靠性,这些要求已成为下一代整车电子架构的刚需。

在此背景下,尽管车载SerDes芯片较数额庞大的半导体市场相对小众,但同样不容懈怠。中国已是全球最大的智能驾驶产品市场,而我们相信伴随以慷智为代表的的本土芯企“发车”,在打破外资垄断,填补国内产业空白的同时,将进一步赋能车企数字化转型,并助力本土芯片实现真正的崛起。

 
 
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