《2023车载以太网芯片需求空间及国内有突出贡献的公司分析报告》钛祺智库报告分享
发表时间：2024-07-04 00:43:09 来源：华体会登录
1.1 汽车电气架构向中央集中式演进 集中式架构成智能驾驶主流，以太网在中心节点占据优势地位。电子电气构架的演进为提升智能驾驶 能力提供了坚实的基础。在无人驾驶、智能座舱、电动化等趋势的推动下，汽车所需功能增多，信息传输 量及算力需求持续增长，传统分布式架构在可拓展性与通信性能方面难以满足产品需求。域/跨域集中式架 构慢慢的变成为智能驾驶汽车的主流，同时多个域控制器将继续融合，从而形成中央计算单元与各个区域控制 器的最终形态；叠加以太网及 TSN 满足实时计算、高速数据传输、低延迟及时间同步需求，最大化满足智 能网联汽车发展所需的软件需求。车载通信中，以太网在中心节点逐渐占据了优势地位。
1.2 车载以太网将成下一代汽车网络关键技术 经过多年发展，车载网络已形成以 CAN 总线为主流，多种总线技术并存的解决方案。目前车辆使用的 总线技术有 CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS 及车载以太网等，主要以 CAN 总线为主，LIN 总线为辅。CAN 大多数都用在车上控制数据的传输，是现役车载网络应用最为广泛的标准协议；LIN 是一种低成本通用串 行总线，为 CAN 总线提供辅助功能，大多数都用在汽车内的车门、天窗、座椅控制等，CAN、LIN 的成本和传 输速率较低。FlexRay 是继 CAN 和 LIN 之后的新一代汽车控制总线技术，与 CAN 相比拥有更高的带宽， 但需加入标准组织、成本比较高，一般适用于中高端车中的线控系统；MOST 在车载多媒体数据传输的应用 较多，但由于供应商单一、基础开发成本比较高。LVDS 是一种低压差分信号技术接口，在汽车领域大多数都用在 显示屏和摄像头之间的图像数据信号传输。
车载以太网提供高带宽和轻量化线束、性价比较高，将成为下一代汽车网络的关键技术。由于 CAN 总 线只能实现半双工通讯，且传输速度较低，不符合汽车智能化、网联化趋势下对实时高速双向数据交互的 需求。随着近年来汽车电子化浪潮的加快速度进行发展，汽车内部电子电气元器件的数量和复杂度大幅度的提高，单车 ECU 数量已逐渐从 20-30 个发展到 100 多个，部分车辆线 英里，传统分布式架构已经不 能满足汽车智能化时代的发展需求，所以车载网络转向域控制和集中控制的趋势越来越明显，车内通信架 构将逐渐向以太网升级。与传统的车载网络不同，车载以太网能够给大家提供带宽密集型应用所需的更高数据传 输能力，同时其技术优势可以很好地满足汽车高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟、轻量 化等方面的要求，将成为下一代汽车网络的关键技术。
二、 车载以太网物理层芯片规模迅速增加，预计 2025 年 ASP 约 1250 元
2.1 车载以太网标准主要涉及物理层和链路层 四大联盟组织一同推动车载以太网的标准化发展。车载以太网的标准化方面，IEEE 802.3 工作组、汽 车开放系统架构联盟 AUTOSAR、OPEN 联盟以及 AVnu 联盟 4 个标准化组织或联盟起到了主要的推动作用。车载以太网领域里最重要的组织是 OPEN 联盟，其设立目标是促进该技术作为开放标准得到各车企的广泛 采用。截至 2021 年底，OPEN 联盟的成员已增长到 340 个，包括汽车领域里众多的汽车厂商、供应商、芯 片商、技术公司以及研究机构等，如博通、恩智浦、飞思卡尔、宝马、现代等。中国车企和供应商也在积 极关注并逐渐采用 OPEN 联盟的技术，在 OPEN 联盟中已有一汽集团、北汽、长城、泛亚、华晨、恒润、 航盛以及中国信通院等十几家中国成员。
车载以太网技术协议规范包括物理层、UDP-NM、DOIP、SOME/IP、SD 五个模块。由于上述四大联 盟或组织的共同发展与合作，进一步规范了车载以太网符合 OSI 模型的整体架构。车载以太网协议通常被 13 认为是一个 5 层协议系统，包含应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层，每一层都具有不一样的功 能。同时，从图中能够准确的看出标记为“IT”则为传统以太网技术协议规范，而标记为“Automotive”则为车载 以太网技术协议规范。由此可见，除了物理层、UDP-NM、DOIP、SOME/IP、SD 这五个模块为车载以太网 技术协议规范之外，其余均为传统以太网技术。
车载以太网主要涉及 OSI 的物理层和链路层。车载以太网主要涉及 OSI 的 1、2 层技术，同时支持 TSN/TTE、TCP/IP、DOIP、SOME/IP 等多种协议或应用形式。和传统以太网相比，车载以太网对物理层进 行了修改，引入了新的 100BASE-T1、1000BASE-T1，分别为 IEEE 针对百兆、千兆车载以太网定义的标准。在以太网连接线束上，传统的百兆、千兆以太网（100/1000BASE-TX）需要两对双绞线进行数据传输，而 车载以太网一般都会采用带 T1 的标准，100/1000BASE-T1 使用的是一对双绞线进行全双工的信息传输。100BASE-T1 降低了电磁干扰，布线重量，成本以及占地面积；1000BASE-T1 不仅能提高数据的传输速率， 同时满足汽车行业高可靠性、低电磁辐射、低功耗以及同步实时性等方面的要求。
2.2 BroadR-Reach 技术可降低 80%的连接成本 BroadR-Reach 技术具有高带宽和低成本的优势，可降低 80%的连接成本。目前，主流车载以太网的 技术标准是基于博通公司的 BroadR-Reach 技术，已被 IEEE 标准化，并命名为 100BASE-T1。BroadR-Reach 技术由一对非屏蔽双绞线（UTP）实现全双工通信，并提供 100Mbit/s 及更高的宽带性能，在链路的两端是 BroadR-Reach 的 PHY 芯片，可以同时在两个方向上发送和接收数据，从 PHY 芯片到 MAC 接口以上层级 则是传统的以太网结构（IEEE802.3）。BroadR-Reach 的典型应用包括高级驾驶辅助系统（ADAS）和车载信 息娱乐（IVI）。相比 MOST 和 LVDS，BroadR-Reach 具有更高带宽和更低成本的优势，大多数表现在布线中。OPEN ALLIANCE 官网显示，博通和博世的一项联合研究估计，与传统总线相比，使用单根非屏蔽双绞线Mbps 的速率传输数据，不但可以减轻 30%的线%的连接成本，符 合汽车要求的新型物理层技术。全世界采用 BroadR-Reach 技术的主流汽车制造商的数量正在增长，未来车 载以太网有望成为汽车的主要流行趋势，具有广泛的应用前景。
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