車載以太網爆發，TSN交換芯片成為新引擎_風聞

1、電子電氣架構發展

2020年，當我們談論整車電子電氣架構（EEA）的時候，還是談論分佈式架構到域控架構的升級，對於中央計算單元+區域控制器架構，感覺還是遙不可及。

按照博世定義的電子電氣架構發展階段，還有五年以上的時間。

博世定義的EEA發展圖，來源億歐智庫

然而，四年後的今天，我們發現各個主機廠的中央計算單元架構都要紛紛落地了，例如小鵬的X-EEA3.0中央計算平台+區域控制架構、廣汽埃安的中央計算平台架構—星靈架構、長城的計算平台架構GEEP3.0、理想的LEEA3.0架構等。

各主機廠的EEA3.0中央計算單元架構

2、以太網作為車載通信骨幹網

電子電氣架構快速迭代的背後是整車通信網絡的趨同，從域控架構開始使用以太網作為車載通信的骨幹網已成為主機廠的共識，伴隨着電子電氣架構向準中央計算的迭代，主機廠對以太網芯片的需求開始爆發。

小鵬G9採用千兆以太網作為骨幹網的X-CA通信架構

問界M9的CC架構採用以太網作為骨幹網

車載以太網是一種專為汽車環境設計的局域網技術，它基於傳統的以太網協議，但針對車輛內部網絡的特殊需求進行了優化和調整。這種技術的發展背景主要源於汽車行業對更高數據傳輸速率的需求，以及對降低車輛內部佈線複雜性和重量的追求。

隨着汽車電子化和智能化的快速發展，車內的電子控制單元（ECU）數量顯著增加，對數據傳輸帶寬的需求也隨之增長。傳統的車載網絡技術，如CAN、LIN等，雖然在低速率、低複雜性的通信中表現良好，但在面對高帶寬、低延遲的通信需求時，就顯得力不從心。

相比於其他技術，車載以太網具有以下優勢：

高帶寬：車載以太網提供高帶寬的數據傳輸能力，滿足自動駕駛、高清視頻傳輸等高數據量應用的需求。

低延遲：車載以太網的低延遲特性對於實時性要求高的應用至關重要，如自動駕駛系統的快速響應。

高可靠性：車載以太網通過物理層和鏈路層的優化，提高了網絡的可靠性，適應了汽車複雜的電磁環境。

成本效益：與傳統的多線束佈線相比，車載以太網使用雙絞線傳輸，降低了線束重量和成本，同時簡化了佈線。

擴展性：車載以太網支持多種速率標準，如100BASE-T1、1000BASE-T1等，可以根據不同的應用需求選擇合適的傳輸速率。

標準化：車載以太網得到了包括IEEE等在內的多個標準化組織的推動，具有良好的兼容性和互操作性。

車載總線通信基本架構、技術對比及演進歷程，億歐智庫

車載以太網的快速發展，是汽車網絡架構的一次重大變革，將為智能汽車的進一步發展提供堅實的基礎。

3、車載以太網的關鍵芯片

車載以太網需要的關鍵芯片主要包括物理層收發芯片（PHY）和TSN交換芯片（Switch）。

**PHY芯片：**可比作信號基站，是實現以太網物理層功能的芯片，負責將數字信號轉換為適合在物理媒介上傳輸的信號，並進行相應的編碼和解碼。在車載以太網中，PHY芯片的主要作用包括：

1.物理層接口：PHY芯片負責在物理層實現數據的發送和接收，將數字信號轉換為適合在物理媒介上傳輸的模擬信號，並進行相應的編碼和解碼。

2.信號處理：PHY芯片處理信號的時鐘同步、數據編碼和解碼等任務，確保數據的準確性和完整性。

3.介質獨立性：PHY芯片提供了介質獨立性，允許不同類型的傳輸介質（如雙絞線、光纖）與以太網設備兼容。

4.成本敏感：在許多應用中，PHY芯片的成本相對較低，是實現以太網連接的基本組件。

PHY芯片實際應用案例

**Switch芯片：**可比作交通樞紐，作為網絡交換的核心，負責在不同網絡節點之間轉發數據包，實現數據的高效傳輸。在車載以太網中，Switch芯片的主要功能包括：

1.數據交換與管理：Switch芯片負責在網絡中的多個設備或節點之間進行數據包的轉發和交換，是實現網絡通信的核心組件。

2.流量控制：Switch芯片通過智能流量控制算法，優化數據流，減少擁塞，提高網絡效率。

3.支持TSN：提供時間敏感網絡（TSN）功能，確保關鍵數據的實時性和確定性傳輸，這對於自動駕駛和高級輔助駕駛系統（ADAS）等關鍵應用至關重要。

4.網絡拓撲結構：Switch芯片決定了網絡的拓撲結構，可以支持星形、環形、網狀等多種網絡佈局。高性能的SWITCH芯片支持更多的端口和更復雜的網絡拓撲，有助於構建可擴展的車載網絡。

5.性能瓶頸：Switch芯片的性能直接影響整個網絡的數據傳輸速率、延遲和可靠性。高性能的Switch芯片可以顯著提升網絡的響應速度和數據處理能力。

6.網絡安全：Switch芯片通常集成了多種網絡功能，如防火牆、流量監控等，通過訪問控制列表（ACL）等安全功能，保護車載網絡不受外部威脅。

某廠商的Switch芯片

4、單車價值量及市場規模

隨着汽車電子架構的持續演進，對以太網芯片的需求出現暴增。單車價值量方面，如奔馳EQS會用到5-7片Switch，平均每片價格在30美元左右，配套10-15片PHY，整體價值量在300美元左右。

車載以太網芯片在汽車上的應用，山西證券

預計L4級別的車型將搭載100顆以上的以太網芯片，其中有12顆攝像頭+4個顯示屏，加上7個TSN交換芯片及其他，屆時單車以太網芯片價值量將達到700美元。

車載以太網市場正處在爆發階段，得益於汽車智能化和網聯化的大趨勢。根據Ethernet Alliance的預測，到2025年中國以太網芯片市場規模將達到300億元，是增長最為顯著的區域。

據中國汽車技術研究中心和山西證券的數據，預計到2025年，國內車載以太網PHY芯片市場規模有望突破120億元人民幣，CAGR達到30%以上。預計到2025年，國內車載以太網Switch芯片市場規模將達到178億元人民幣。

中國大陸以太網芯片市場規模，中汽中心

5、車載以太網的競爭格局

當前車載以太網PHY芯片供應商呈現出高度集中的格局，主要由美滿電子、博通、恩智浦、德儀等境外企業主導，這些企業的市場份額總和高達99%，從公開信息看國內PHY芯片僅有裕太微、景略、奕泰微等少數供應商。

國內部分供應商的PHY芯片已推出數年，但營收規模依舊有限，當前整體市佔率不高。從車機拆解中，我們或許可以發現一些原因。

從圖中我們可以看到蔚來在域控制器中使用美滿電子的88EA6321 Switch芯片搭配兩片美滿電子的88Q2112 PHY芯片，長城使用美滿電子的88Q5050 Switch芯片搭配美滿電子的88Q2112 PHY芯片。在域控制器端，主機廠只會採用同一供應商成套的Switch和PHY芯片，單獨的PHY芯片市場空間有限。

車載以太網Switch芯片供應商則更為集中，僅有美滿電子、博通兩家美系廠商，國內Switch芯片自主供應處於空白。部分主機廠反饋，當前只有一家國內供應商送測Switch DEMO板，從公開渠道查詢如下。

奕泰微發佈的DEMO板，蓋世汽車

當前車載以太網Switch芯片供應商稀缺，主要由於研發面臨的技術壁壘較高，原因包括：

1.通信積累：車載以太網Switch芯片是通信類芯片，屬於大規模ASIC定製芯片。僅有少部分的廠商在以太網芯片技術方向具備完善的產品線，國際上有美滿電子、博通，國內只有中興、華為。研發車載以太網Switch芯片需要具備豐富行業經驗的整建制團隊。因此在組建研發團隊時，面臨着人才稀缺和組建困難的挑戰。

2.技術壁壘：TSN技術通過精準的流量調度確保數據傳輸的低延遲和高可靠性，這要求芯片能夠實現複雜的時間同步和數據調度功能。此外，芯片需要支持多種協議標準，如IEEE 802.1q；802.1qbu；802.1qbv；802.1qci；802.1as；802.1cb802.1qav；802.1qch；802.1d等，標準複雜度極高，增加了研發的技術難度。

從競爭格局和供應鏈安全看，未來此賽道需要更多的國內供應商。

6、車載以太網的未來

如何展望未來市場，我們可以看下英偉達當前的進展。

ADAS域通常會使用1片以太網交換芯片，先進的ADAS系統會使用2-3片以太網交換芯片。

Zonal時代或者説中央計算時代，也可以叫軟件定義汽車時代，會使用更多的以太網交換芯片，每輛車需要6-7片。

Zonal架構下，以太網支持所有連接，博世官網

據QY Research最新調研報告顯示，預計2029年全球汽車以太網市場規模將達到210.6億美元，而中國作為引領全球汽車智能化的頭部玩家，未來這一賽道將會孕育出多家上市公司。