“如果把新能源比作上半場(chǎng)，智能網(wǎng)聯(lián)比作下半場(chǎng)，中國(guó)汽車行業(yè)在上半場(chǎng)取得了很大成效，但決定勝負(fù)還在下半場(chǎng)。”這是全國(guó)政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)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(shí)代對(duì)于環(huán)境感知的高標(biāo)準(zhǔn)，如蔚來ET7在其所搭載的12個(gè)攝像頭中，11個(gè)為800萬(wàn)像素。而想要滿足自動(dòng)駕駛高速對(duì)于攝像頭數(shù)據(jù)高速無延時(shí)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(jiǎn)稱，是當(dāng)前主流的時(shí)分多路復(fù)用（TDM）、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）的串行通信技術(shù)；具有高速率（Gbps級(jí)）、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(shí)代，特別是輔助駕駛/自動(dòng)駕駛的普及，環(huán)境感知已成為汽車行業(yè)中一個(gè)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(shì)來看，蓋世汽車研究院認(rèn)為，伴隨ADAS逐漸升級(jí)和加速滲透，疊加各車企硬件冗余性高，預(yù)計(jì)至2025年平均單車搭載量有望接近5對(duì)（10顆）。
與此同時(shí)，800萬(wàn)像素?cái)z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(wàn)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(chǎng)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(shí)的傳輸“視覺神經(jīng)”以及高速計(jì)算的“大腦”。
以800萬(wàn)像素?cái)z像頭高速無損無延時(shí)傳輸要求為例，一般為3264*2448=7990272個(gè)像素點(diǎn)。按照RGB三色24bit，攝像頭30幀計(jì)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(dòng)駕駛的需求，未來車載攝像頭數(shù)據(jù)的高速無延時(shí)、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(shí)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(zhǎng)，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(shí)數(shù)據(jù)傳輸。
基于此，研究機(jī)構(gòu)Kingpin Market Research預(yù)測(cè)，至2026年，全球車載SerDes市場(chǎng)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(zhǎng)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(dòng)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(dòng)駕駛級(jí)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(jià)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?cái)z像頭、高分辨率顯示器的滲透率走勢(shì)等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，蓋世汽車研究院經(jīng)分析預(yù)測(cè)，至2023年全球車載SerDes芯片市場(chǎng)規(guī)模就將達(dá)到數(shù)十億美元，未來十年，這一市場(chǎng)將朝著百億美元規(guī)模高速發(fā)展。這其中，基于中國(guó)智能駕駛發(fā)展現(xiàn)況及潛力，有望占四成。
市場(chǎng)騰飛在即，國(guó)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(guó)汽車產(chǎn)業(yè)清醒地認(rèn)識(shí)到想要實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國(guó)夢(mèng)，必須聚焦“內(nèi)循環(huán)”。正如我國(guó)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(guó)產(chǎn)替代的呼聲愈發(fā)高漲。
據(jù)央視網(wǎng)報(bào)道，2019年我國(guó)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(zhǎng)期依賴進(jìn)口之下，是同年我國(guó)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(guó)科技高速、自主可控發(fā)展的重大隱患。為此，近年來我國(guó)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(jiǎn)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(chǎng)。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(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)起步較晚，不只是車載SerDes芯片，整個(gè)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(duì)于壽命、安全性、可靠性要求更高。
基于此，對(duì)于國(guó)內(nèi)聚焦車載SerDes芯片領(lǐng)域的企業(yè)來說，這三個(gè)問題都已成為其實(shí)現(xiàn)國(guó)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(guó)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(jì)將在2024年投產(chǎn)。
值得肯定的是，伴隨我國(guó)本土車載SerDes供應(yīng)商在這條漫長(zhǎng)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(shí)產(chǎn)權(quán)的AHDL（Automotive High Definition Link）傳輸和實(shí)時(shí)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(chǎng)推廣。
車規(guī)級(jí)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(wàn)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(guó)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(duì)于本土車芯企業(yè)而言，當(dāng)下是一個(gè)充滿機(jī)遇的時(shí)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(shí)間。
相較于外資企業(yè)，更貼近國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)需求，可提供更具性價(jià)比產(chǎn)品的同時(shí)，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(guó)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?gòu)腁DAS向高階自動(dòng)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(dòng)駕駛對(duì)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(chǎng)相對(duì)小眾，但同樣不容懈怠。中國(guó)已是全球最大的智能駕駛產(chǎn)品市場(chǎng)，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(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白的同時(shí)，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
