產(chǎn)研：艱難的替代——車載以太網(wǎng)PHY芯片（一）

車載以太網(wǎng)，下一代汽車網(wǎng)絡(luò)的主流傳輸技術(shù)

隨著汽車行業(yè)朝著電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化的方向迅速發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)正逐步成為汽車網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵技術(shù)。這種技術(shù)以其高帶寬、低延遲和輕量化的線束優(yōu)勢，通過銅雙絞線提供的高效數(shù)據(jù)和電力傳輸，顯著降低了車輛成本和重量，預(yù)示著其將成為未來汽車網(wǎng)絡(luò)通信的核心，預(yù)計(jì)將在未來徹底改變汽車內(nèi)部通信架構(gòu)。

此前，與非研究院已經(jīng)在《產(chǎn)研：國產(chǎn)車載CAN IC崛起，能否挑戰(zhàn)NXP？》一文中介紹了傳統(tǒng)的汽車網(wǎng)絡(luò)CAN總線。傳統(tǒng)汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以CAN總線為主流，同時(shí)包括LIN、FlexRay、MOST、LVDS等多種技術(shù)并存。CAN總線因其可靠性和低成本被廣泛用于控制數(shù)據(jù)傳輸，而LIN總線主要用于車內(nèi)的簡單控制任務(wù)。FlexRay和MOST技術(shù)雖然提供更高帶寬，但成本較高，限制了它們的普及。LVDS技術(shù)主要用于圖像數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸，特別是在高分辨率攝像頭和顯示屏之間。這些技術(shù)共同構(gòu)成了復(fù)雜多樣的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但隨著汽車向高度數(shù)字化和智能化發(fā)展，它們的缺陷也逐漸顯現(xiàn)。隨著汽車內(nèi)部電子元器件數(shù)量和復(fù)雜度的增加，以及傳感器、攝像頭和激光雷達(dá)等設(shè)備的廣泛使用，傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面臨著巨大挑戰(zhàn)。車載以太網(wǎng)技術(shù)的引入，不僅可以滿足這些應(yīng)用對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，還可以通過其輕量化的線束設(shè)計(jì)，顯著減少車輛的重量和制造成本。

面向域控制器的混合車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，來源：厚勢汽車

以太網(wǎng)技術(shù)以其高速數(shù)據(jù)傳輸能力，提供了一種有效的解決方案。車載以太網(wǎng)不僅能夠提供高達(dá)10Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，而且還具有低電磁干擾、低功耗和低延遲的特性，使其成為支持未來汽車應(yīng)用，如自動(dòng)駕駛、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和智能座艙的理想選擇。特別是自動(dòng)駕駛汽車需要處理和傳輸大量的傳感器數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的準(zhǔn)確感知和快速反應(yīng)。車載以太網(wǎng)在支持高速、大容量數(shù)據(jù)傳輸方面的能力，使其成為實(shí)現(xiàn)高級(jí)自動(dòng)駕駛功能不可或缺的技術(shù)。

車載以太網(wǎng)與其他總線的性能對比，來源：裕太微-U招股書

據(jù)了解，目前國內(nèi)外多家汽車制造商和供應(yīng)商，如特斯拉、寶馬、博世和采埃孚等，都在積極推進(jìn)車載以太網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。例如，特斯拉在其Model 3和Model Y車型中采用了以太網(wǎng)技術(shù)，寶馬則從2015年開始在其全系車型中部署車載以太網(wǎng)，展示了這一技術(shù)在提高汽車通信效率和降低成本方面的潛力。

預(yù)計(jì)未來，隨著車載以太網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化，它將在智能駕駛、車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和車內(nèi)娛樂系統(tǒng)等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。今天與非研究院就深入介紹一下車載以太網(wǎng)芯片中的一個(gè)重要品類——以太網(wǎng)物理層（PHY）芯片。

以太網(wǎng)物理層（PHY）芯片的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)有哪些？

以太網(wǎng)物理層（PHY）芯片是實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信的基礎(chǔ)，承擔(dān)著將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠在物理媒介上傳輸?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1589317.html">模擬信號(hào)的任務(wù)，以及反向轉(zhuǎn)換的功能。這些芯片廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括但不限于通信、汽車電子、消費(fèi)電子、工業(yè)控制等，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信不可或缺的一部分。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增長，PHY芯片的設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)變得越來越復(fù)雜和高效。

在工作原理上，以太網(wǎng)PHY芯片通過各種接口，如MII、RGMII或SGMII，與介質(zhì)訪問控制層（MAC）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它們負(fù)責(zé)將并行的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的模擬信號(hào)，以便通過電纜等物理媒介傳輸。接收方的PHY芯片再將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)，傳遞給MAC層，完成數(shù)據(jù)的接收過程。

以太網(wǎng)PHY芯片的技術(shù)水平主要體現(xiàn)在幾個(gè)關(guān)鍵方面：傳輸速率、傳輸穩(wěn)定性、可靠性、功耗水平和傳輸距離。傳輸速率是評價(jià)PHY芯片性能的重要指標(biāo)之一，隨著技術(shù)進(jìn)步，千兆甚至萬兆以太網(wǎng)已成為現(xiàn)實(shí)。傳輸穩(wěn)定性和可靠性對于確保數(shù)據(jù)在復(fù)雜環(huán)境中準(zhǔn)確傳輸至關(guān)重要，尤其是在汽車電子和工業(yè)控制這樣的應(yīng)用中。此外，隨著對節(jié)能減排的要求日益增加，低功耗設(shè)計(jì)也成為PHY芯片開發(fā)的重要方向。最后，傳輸距離的增加可以使得網(wǎng)絡(luò)布局更加靈活，尤其是在大型建筑或者廣闊的工業(yè)區(qū)域中。

車載以太網(wǎng)PHY芯片需要滿足更為嚴(yán)格的要求。車載網(wǎng)絡(luò)不僅要求高速的數(shù)據(jù)傳輸以支持先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、娛樂系統(tǒng)等，還需要具備極高的可靠性和抗干擾能力，以適應(yīng)車輛在復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)行。此外，車載網(wǎng)絡(luò)的PHY芯片還需要支持新的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，如100BASE-T1和1000BASE-T1，這些標(biāo)準(zhǔn)專為車載應(yīng)用設(shè)計(jì)，能夠通過單對雙絞線實(shí)現(xiàn)全雙工通信，顯著降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。

總的來看，車載以太網(wǎng)的發(fā)展預(yù)計(jì)將經(jīng)歷三個(gè)階段：從面向車載診斷系統(tǒng)和ECU軟件刷新的DoIP協(xié)議的推廣運(yùn)用，到將多媒體、駕駛輔助和診斷界面整合的第二階段，最終使用以太網(wǎng)作為車載主干網(wǎng)絡(luò)，集成動(dòng)力總成、底盤和車身控制、智能座艙等，形成一個(gè)跨域汽車網(wǎng)絡(luò)。目前，千兆以太網(wǎng)1000BASE-T是基于雙絞線的以太網(wǎng)主流技術(shù)，能在超過100M的5類雙絞線上傳輸1000Mbit/s的數(shù)據(jù)流。千兆以太網(wǎng)作為高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的首選，以其技術(shù)成熟、高度標(biāo)準(zhǔn)化、帶寬高和低成本等優(yōu)勢，已成為當(dāng)今世界最普遍的局域網(wǎng)技術(shù)，為萬物互聯(lián)奠定基礎(chǔ)。

車載以太網(wǎng)技術(shù)協(xié)議規(guī)范包括物理層、UDP-NM、DOIP、SOME/IP、SD五個(gè)模塊，構(gòu)成一個(gè)5層協(xié)議系統(tǒng)，覆蓋應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層，每一層都承擔(dān)不同的功能。由于IEEE 802.3工作組、汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)聯(lián)盟AUTOSAR、OPEN聯(lián)盟以及AVnu聯(lián)盟在內(nèi)的四大聯(lián)盟或組織的共同發(fā)展與合作，進(jìn)一步規(guī)范了車載以太網(wǎng)符合OSI模型的整體架構(gòu)。

四個(gè)車載以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)分別是：10base-T1S（IEEE 802.3cg即OPEN Alliance的TC14）、100base-T1（IEEE802.3bw即OPEN Alliance TC1）、1000base-T1（IEEE802.3bp即OPEN Alliance的TC12）和2.5/5/10Gbase-T1（IEEE802.3ch即OPEN Alliance的TC15）。其中，Marvell的88Q2112是1000base-T1標(biāo)準(zhǔn)的物理層芯片的先驅(qū)，而博通則在NGbase-T1物理層芯片領(lǐng)域領(lǐng)先。

目前，基于博通公司的BroadR-Reach技術(shù)并已被IEEE標(biāo)準(zhǔn)化為100BASE-T1，利用一對非屏蔽雙絞線（UTP）實(shí)現(xiàn)全雙工通信，提供至少100Mbit/s的寬帶性能。這種技術(shù)在鏈路的兩端使用BroadR-Reach的PHY芯片，允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸和接收，而PHY芯片到MAC接口以上層級(jí)遵循傳統(tǒng)的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)（IEEE802.3）。BroadR-Reach技術(shù)的主要應(yīng)用場景包括高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和車載信息娛樂（IVI）系統(tǒng)。與MOST和LVDS相比，BroadR-Reach提供更高的帶寬和更低的成本，這一點(diǎn)主要在布線成本上得到體現(xiàn)。博通和博世的聯(lián)合研究表明，與傳統(tǒng)總線相比，使用單根UTP電纜以100Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)，可減輕線纜重量30%并降低連接成本80%。

車載以太網(wǎng)PHY芯片市場規(guī)模有多大？

數(shù)據(jù)量的爆炸式增長是推動(dòng)市場需求的主要因素之一。IDC的《Data Age 2025》報(bào)告預(yù)測，到2025年，全球每年將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將從2018年的33ZB增長到175ZB。在汽車電子領(lǐng)域，隨著L2級(jí)自動(dòng)駕駛滲透率的提升及L3級(jí)自動(dòng)駕駛的逐步落地，車載以太網(wǎng)將加速應(yīng)用于需求帶寬較高的智能座艙與智能駕駛等系統(tǒng)中。長期來看，以太網(wǎng)將集成更多汽車功能，成為整車骨干網(wǎng)絡(luò)。

中國汽車技術(shù)研究中心有限公司的數(shù)據(jù)顯示，全球以太網(wǎng)物理層芯片市場將在2022-2025年間保持超過25%的年復(fù)合增長率，預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模將突破300億元。中國大陸市場也呈現(xiàn)出強(qiáng)勁增長勢頭，預(yù)計(jì)到2025年市場規(guī)模將超過120億元，年復(fù)合增長率達(dá)到30%以上。中金研究預(yù)計(jì)，到2025年，國內(nèi)車載以太網(wǎng)芯片市場規(guī)模將達(dá)到293億元，展現(xiàn)出2020-2025年間高達(dá)66%的年復(fù)合增長率（CAGR）。

博通和博世的聯(lián)合研究顯示，與傳統(tǒng)總線相比，車載以太網(wǎng)的連接成本可降低80%，電纜重量可降低30%。車載以太網(wǎng)芯片的需求量快速提升，根據(jù)中汽中心數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2025年中國以太網(wǎng)物理層芯片搭載量將超過2.9億片，市場規(guī)模有望突破120億元。

國產(chǎn)替代是車載以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)展的重要趨勢。當(dāng)前，全球車載以太網(wǎng)物理層芯片市場主要由境外企業(yè)主導(dǎo)，但國內(nèi)自主品牌正逐步發(fā)力，面對技術(shù)門檻高和競爭格局高度集中的市場環(huán)境，國產(chǎn)替代提供了巨大的市場空間。根據(jù)中金公司的預(yù)測，2023-2025年中國以太網(wǎng)PHY芯片市場規(guī)模預(yù)計(jì)將保持超過50%的增長率，2021年至2025年的市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從26.1億元增長至184.6億元。

車載以太網(wǎng)PHY芯片主要國產(chǎn)玩家

物理層芯片（PHY芯片）是網(wǎng)絡(luò)通信中技術(shù)門檻極高的領(lǐng)域，目前全球僅有NXP、博通、Marvell、瑞昱、Microchip和德州儀器等六家企業(yè)具備生產(chǎn)能力，市場份額集中度高達(dá)91%至99%。這些芯片主要工作在OSI網(wǎng)絡(luò)模型的最底層，負(fù)責(zé)將來自介質(zhì)訪問控制層（MAC）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，過程中包括增加檢錯(cuò)碼、數(shù)據(jù)編碼等步驟，使用的是模擬技術(shù)。以太網(wǎng)作為最廣泛應(yīng)用的局域網(wǎng)技術(shù)，根據(jù)傳輸速率不同，分為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和10G以太網(wǎng)等多種形式。

盡管以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，但國內(nèi)在物理層芯片領(lǐng)域的市場份額依然較小，長期以來基本被國際巨頭所壟斷。2021年，雖然國內(nèi)企業(yè)如裕太微收入增長了近20倍，市場份額也僅有2%。這主要是因?yàn)槲锢韺有酒a(chǎn)的技術(shù)門檻非常高，且廣泛應(yīng)用于汽車電子等領(lǐng)域。

全球和國內(nèi)以太網(wǎng)物理層芯片市場高度集中，美國博通、美滿電子和中國臺(tái)灣瑞昱三家國際巨頭占據(jù)主要份額。歐美 和中國臺(tái)灣廠商經(jīng)過多年發(fā)展，憑借資金、技術(shù)、客戶資源、品牌等方面的積累，形成了巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢，對以太網(wǎng) 物理層芯片行業(yè)的發(fā)展起到引領(lǐng)作用。在國內(nèi)市場，以太網(wǎng)物理層芯片同樣被境外國際巨頭主導(dǎo)，自給率極低，下游 廠商高度依賴境外進(jìn)口。根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)，全球以太網(wǎng)物理芯片市場中，博通、美滿電子、瑞昱、德 州儀器、高通、微芯穩(wěn)居前列，前五大以太網(wǎng)物理層芯片供應(yīng)商市場份額占比高達(dá) 91%；國內(nèi)市場瑞昱占比較高，前 五大境外供應(yīng)商占比達(dá) 87%。

車載以太網(wǎng)物理層芯片市場份額（2021年），來源：裕太微招股書

車載以太網(wǎng)物理層芯片的市場競爭格局集中度更高，恩智浦躋身前五。根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心統(tǒng)計(jì)，全球車載以太網(wǎng)物理層芯片供應(yīng)商幾乎全部由以下五家企業(yè)占據(jù)：美滿電子、博通、瑞昱、德州儀器和恩智浦。全球和國內(nèi)的車載以太網(wǎng)物理層芯片市場規(guī)模的前五大供應(yīng)商市場占比分別為 99.1%、99.4%。

在芯片國產(chǎn)化的大趨勢下，=國內(nèi)廠商技術(shù)實(shí)力不斷追趕，有望憑借本土化優(yōu)勢和快速響應(yīng)能力占據(jù)更多市場份額。受益于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的大力支持，以太網(wǎng)物理層芯片國產(chǎn)化不斷推進(jìn)。國內(nèi)主要的以太網(wǎng)物理層芯片廠商包括裕太微、景略半導(dǎo) 體、昆高新芯、國科天訊、東土科技旗下物芯科技、鑫瑞技術(shù)、睿普康、楠菲微電子等。

以下為部分國產(chǎn)PHY芯片供應(yīng)商介紹：

裕太微

裕太微電子成立于2017年，是中國大陸為數(shù)不多的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并能夠大規(guī)模銷售以太網(wǎng)物理層芯片的供應(yīng)商之一。公司專注于高速有線通信芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)與銷售，產(chǎn)品覆蓋通信、汽車電子、消費(fèi)電子、安防監(jiān)控、工業(yè)控制等眾多市場領(lǐng)域。裕太微-U的產(chǎn)品線包括商規(guī)級(jí)、工規(guī)級(jí)、車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，支持百兆、千兆和2.5G等不同傳輸速率，滿足各種應(yīng)用場景需求。

裕太微的車載百兆以太網(wǎng)物理層芯片通過了AEC-Q100 Grade 1車規(guī)認(rèn)證和德國C&S實(shí)驗(yàn)室的互聯(lián)互通兼容性測試，已成功進(jìn)入德賽西威等國內(nèi)知名汽車配套設(shè)施供應(yīng)商的供應(yīng)鏈并實(shí)現(xiàn)銷售。該公司的產(chǎn)品在技術(shù)參數(shù)、可靠性指標(biāo)上與國際主流產(chǎn)品相當(dāng)，甚至更具優(yōu)勢，體現(xiàn)了自主品牌在追趕國際技術(shù)水平方面的顯著成果。裕太微電子是國內(nèi)首家在車載PHY領(lǐng)域通過OPEN Alliance IOP認(rèn)證的企業(yè)，其2.5G PHY芯片已量產(chǎn)，技術(shù)實(shí)力和規(guī)模在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，2021年市場份額占比為2%。

目前，裕太微電子量產(chǎn)的以太網(wǎng)PHY芯片包括12個(gè)消費(fèi)級(jí)料號(hào)、10個(gè)工業(yè)級(jí)料號(hào)，以及車載以太網(wǎng)PHY芯片YT8010A（單口百兆）和YT8011A（千兆，已推出但尚未量產(chǎn)）。YT8011系列千兆PHY，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，采用高速DSP技術(shù)、高性能SerDes和AFE設(shè)計(jì)，能在CAT5E低成本非屏蔽雙絞線上傳輸60米以上的雙向數(shù)據(jù)流，滿足車載雷達(dá)、環(huán)視、自動(dòng)駕駛等高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用需求。

裕太微電子不僅在技術(shù)上取得進(jìn)步，其產(chǎn)品已被廣汽、北汽、上汽、吉利、一汽紅旗等汽車行業(yè)知名客戶采用，預(yù)示著在新能源汽車智能化趨勢下的大規(guī)模應(yīng)用潛力。公司在蘇州和上海設(shè)有研發(fā)中心，并在上海、成都及深圳成立子公司，持續(xù)推動(dòng)以太網(wǎng)物理層芯片技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用。

傲芯科技

傲芯科技，一家新成立的初創(chuàng)公司，也聚焦于車載通訊芯片（如車載收發(fā)器CAN/以太網(wǎng)PHY芯片）的研發(fā)設(shè)計(jì)與銷售，于2021年3月成立。公司創(chuàng)始人鄭飛君擁有十余年一線研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，曾在恩智浦半導(dǎo)體、新思科技等國際巨頭擔(dān)任工程師職位。傲芯科技獲得小米投資，展示了車載通訊市場的潛力及國內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域的活躍發(fā)展。

景略半導(dǎo)體

景略半導(dǎo)體，源自Marvell的核心團(tuán)隊(duì)，專注于高速數(shù)模混合信號(hào)芯片設(shè)計(jì)，致力于為車載、工業(yè)、企業(yè)領(lǐng)域提供高性能的以太網(wǎng)PHY、Switch及相關(guān)SoC產(chǎn)品。2019年，景略半導(dǎo)體成為國內(nèi)首家成功流片車載千兆以太網(wǎng)PHY芯片的公司，標(biāo)志著國產(chǎn)填補(bǔ)空白。2020年，基于EtherNext?技術(shù)推出Cheetah?系列車載以太網(wǎng)PHY產(chǎn)品，Antelop?系列工業(yè)以太網(wǎng)PHY產(chǎn)品，SailFish?系列企業(yè)以太網(wǎng)PHY產(chǎn)品，這些產(chǎn)品已量產(chǎn)并供應(yīng)多個(gè)細(xì)分市場，出貨量超數(shù)千萬顆。2021年世界半導(dǎo)體大會(huì)上，展示了BlueWhale?全新一代L2/L2+網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch芯片技術(shù)，進(jìn)一步展現(xiàn)公司在PHY+Switch兩大核心技術(shù)版塊的布局。景略半導(dǎo)體強(qiáng)調(diào)自主可控，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)全流程管控，EtherNext?技術(shù)使其產(chǎn)品在性能、功耗和成本方面具有競爭優(yōu)勢，功耗僅為對手三分之二，芯片面積縮小超過三分之一。

昆高新芯

昆高新芯微電子，成立于2019年，專注于時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）交換、PHY和網(wǎng)關(guān)芯片的研發(fā)，旨在為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、智能電網(wǎng)、軌道交通等領(lǐng)域提供國產(chǎn)高端芯片解決方案。該公司已與多家車廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)廠商等建立合作，推出基于自有TSN交換、PHY和網(wǎng)關(guān)芯片的整體解決方案，以降低客戶的開發(fā)成本。昆高新芯的核心團(tuán)隊(duì)擁有15年以上開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，曾在國際頂尖公司工作，掌握高速ADC/DAC、PLL、高速Serdes、算法等領(lǐng)先技術(shù)。公司目前正開發(fā)千兆以太網(wǎng)PHY、網(wǎng)關(guān)和TSN交換芯片，旨在為自動(dòng)&無人駕駛、中國智能制造、軌道交通和智能電網(wǎng)樓宇行業(yè)提供強(qiáng)有力的國產(chǎn)芯片支持。昆高新芯已完成千兆PHY及網(wǎng)關(guān)芯片產(chǎn)品設(shè)計(jì)及流片。

鑫瑞技術(shù)

鑫瑞技術(shù)主要從事智能以太網(wǎng)交換及接口芯片的設(shè)計(jì)，是一家專注于智能以太網(wǎng)領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì)公司和國外以太網(wǎng)芯片的替代廠商。目前旗下有XR18201、XR8211、XR8010、XR86114、XR86118五個(gè)料號(hào)的以太網(wǎng)PHY芯片。XR8010為車載百兆以太網(wǎng)PHY，XR86114和XR86118為千兆以太網(wǎng)PHY，能夠支持多種不同協(xié)議數(shù)據(jù)速率，集成同步以太功能實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)的時(shí)鐘同步，有效改善了延遲影響。

睿普康

睿普康主要從事智能物聯(lián)網(wǎng)終端通信芯片的設(shè)計(jì)開發(fā)，旗下兩個(gè)料號(hào)RPC8211E/F為以太網(wǎng)千兆PHY芯片，RPC8201F為以太網(wǎng)百兆PHY芯片。千兆PHY芯片RPC8211E/F性能對標(biāo)瑞昱的RTL8211，RPC8211E/F兼容1000Base-T、100Base-TX、10Base-T還能支持節(jié)能以太網(wǎng)，傳輸距離在1000Base-T中支持120m的CAT.5電纜也足夠長。睿普康的PHY芯片是用來代替瑞昱pin對pin芯片的?？?/p>

和芯潤德

和芯潤德的SR8201F（I）是兩款單口百兆以太網(wǎng)PHY芯片，在通信、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前SR8201F（I）已經(jīng)應(yīng)用到華為海思、安凱微電子、瑞芯微電子、炬力科技、兆易創(chuàng)新、樂鑫、君正等公司的數(shù)十款MCU中。

楠菲微電子

楠菲微電子是極少數(shù)同時(shí)掌握了智能計(jì)算中心、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)和消費(fèi)類全系列路由交換設(shè)備架構(gòu)、通信協(xié)議棧以及相關(guān)芯片設(shè)計(jì)、量產(chǎn)能力的企業(yè)，在PHY芯片方面擁有核心技術(shù)。目前楠菲微電子有兩款以太網(wǎng)PHY芯片，SF1004和SF1204。兩款芯片均為4端口，SF1004為千兆，SF1204為萬兆。

SF1204作為楠菲最新推出的10 / 100 / 1000 / 2.5G / 5G / 10GBase-T低功耗萬兆PHY芯片，BER優(yōu)于10-15。5G 和5G 模式在CAT 5e線纜上SF1204的傳輸距離大于100米，10G模式，在CAT 6A線纜上傳輸距離可達(dá)100m，芯片實(shí)力強(qiáng)勁。

昆高新芯

成立于2019年的昆高新芯瞄準(zhǔn)了車載以太網(wǎng)這條賽道，致力于時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）交換芯片和物理層芯片PHY的研發(fā)與設(shè)計(jì)。目前旗下有消費(fèi)類PHY芯片KG7XXXC，工業(yè)類PHY芯片KG7XXXI、KG701XI以及車載PHY芯片KG701XM。

所有PHY芯片都內(nèi)置了國密安全算法，核心IP均有自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，競爭力不俗。根據(jù)官網(wǎng)消息，昆高新芯研發(fā)的千兆PHY產(chǎn)品已經(jīng)完成設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)今年將完成流片。

車載以太網(wǎng)物理層芯片的市場競爭格局集中度更高，恩智浦躋身前五。根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心統(tǒng)計(jì)，全球車載以太網(wǎng)物理層芯片供應(yīng)商幾乎全部由以下五家企業(yè)占據(jù)美滿電子、博通、瑞昱、德州儀器和恩智浦。全球和國內(nèi)的車載以太網(wǎng)物理層芯片市場規(guī)模的前五大供應(yīng)商市場占比分別為 99.1%、99.4%。

物芯科技

北京物芯科技有限責(zé)任公司成立于2016年，主要從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)芯片的研究與開發(fā)，致力于成為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)芯片行業(yè)的佼佼者，助力我國工業(yè)核心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的自主可控。

經(jīng)過持續(xù)的研發(fā)投入，物芯已成功推出多型號(hào)，系列化，高可靠的網(wǎng)絡(luò)芯片和產(chǎn)品解決方案。2017年成功量產(chǎn)具有64Gbps交換能力的網(wǎng)絡(luò)芯片，2019年成功量產(chǎn)千兆以太網(wǎng)系列PHY芯片，2020年成功量產(chǎn)具有152Gbps交換能力的網(wǎng)絡(luò)芯片，2021年成功量產(chǎn)新一代高可靠，高性能TSN網(wǎng)絡(luò)交換芯片?；谖镄鞠盗行酒慕鉀Q方案已廣泛應(yīng)用于石化，冶金，電力，鐵路，工廠自動(dòng)化等領(lǐng)域。未來物芯將持續(xù)投入資源，聚焦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各種工業(yè)環(huán)境以及汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用和演進(jìn)，推動(dòng)物芯的產(chǎn)品服務(wù)于更多的客戶，為客戶創(chuàng)造更大的價(jià)值。

部分以太網(wǎng)PHY芯片供應(yīng)商（截止2023），來源：與非研究院整理

車載PHY芯片的技術(shù)挑戰(zhàn)有哪些？

隨著智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的發(fā)展，車載以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，推動(dòng)了車載高速有線通信業(yè)務(wù)的發(fā)展。國內(nèi)外企業(yè)在這一新興市場的競爭趨于白熱化，國內(nèi)企業(yè)正逐步打破國際巨頭的壟斷局面，提升國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的整體水平，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)尤其是汽車電子等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，物理層芯片（PHY芯片）的研發(fā)呈現(xiàn)出幾個(gè)挑戰(zhàn)：

首先，這類芯片的研發(fā)門檻極高，需將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，同時(shí)恢復(fù)接收到的模擬信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，涉及復(fù)雜的數(shù)?；旌舷到y(tǒng)設(shè)計(jì)，如高性能SerDes、ADC/DAC、高精度PLL和DSP設(shè)計(jì)等。模擬電路主要負(fù)責(zé)信號(hào)間的轉(zhuǎn)換，而數(shù)字電路負(fù)責(zé)信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)降噪、干擾抵消等功能。這要求研發(fā)團(tuán)隊(duì)具備深厚的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和高效的協(xié)作能力。

技術(shù)方面，模擬IC的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)高信噪比、低失真和高可靠性，產(chǎn)品生命周期長，而數(shù)字IC設(shè)計(jì)則較為依賴EDA工具。模擬IC設(shè)計(jì)門檻較高，通常需要10-15年的學(xué)習(xí)周期，而數(shù)字IC的學(xué)習(xí)周期相對較短。模擬IC少采用低壓CMOS工藝，因?yàn)樾枰敵龈唠妷夯虼?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E6%B5%81/">電流，而CMOS工藝的驅(qū)動(dòng)能力較差。高性能的模擬IC產(chǎn)品通常在高電壓環(huán)境下更易實(shí)現(xiàn)低失真和高信噪比。

另一技術(shù)挑戰(zhàn)是時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR），對于高速串行總線至關(guān)重要，主要設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)之一是抖動(dòng)管理。抖動(dòng)分為確定性抖動(dòng)和隨機(jī)抖動(dòng)，其中，隨機(jī)抖動(dòng)無法科學(xué)預(yù)測，需憑經(jīng)驗(yàn)處理。高效管理抖動(dòng)，尤其是高頻抖動(dòng)，是高速PHY芯片設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。

總的來看，面對激烈的市場競爭和技術(shù)挑戰(zhàn)，國產(chǎn)PHY芯片企業(yè)一方面需要持續(xù)投入研發(fā)，縮小與國際巨頭的技術(shù)差距，另一方面還需要通過時(shí)間來積累。模擬芯片很多產(chǎn)品，如果你沒有做過，很難在技術(shù)上彎道超車。所以，我們一方面要給國產(chǎn)PHY芯片更多的機(jī)會(huì)，另一方面也要給予寬容，容許他們一步步成長。