電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）車載 SerDes（串行器 / 解串器）芯片作為智能汽車數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵慕M件，具備高帶寬、低延時(shí)、低功耗的顯著特性。無論是輔助駕駛系統(tǒng)中攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器的數(shù)據(jù)傳輸，還是智能座艙內(nèi)多屏聯(lián)動(dòng)、駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）等場景的實(shí)現(xiàn)，SerDes 均為主要傳輸方案。根據(jù) QY Research 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023 年全球車載 SerDes 芯片市場規(guī)模達(dá) 4.47 億美元，預(yù)計(jì)到 2030 年將增長至 16.77 億美元，期間年復(fù)合增長率（CAGR）為 20.28%。

數(shù)據(jù)來源：QY Research，電子發(fā)燒友網(wǎng)制圖

然而，正如納芯微電子產(chǎn)品線市場總監(jiān)兼高速接口負(fù)責(zé)人楊礬所言，目前車載 SerDes 主要市場被國外廠商壟斷。2023 年，ADI 和 TI 兩家公司的合計(jì)市場份額高達(dá) 92%，這意味著車載 SerDes 芯片擁有極為廣闊的替代空間。為增強(qiáng)國產(chǎn)芯片廠商在車載 SerDes 領(lǐng)域的話語權(quán)，助力汽車 OEM 和 Tier 1 降本增效，納芯微重磅推出基于全國產(chǎn)供應(yīng)鏈、采用 HSMT 公有協(xié)議的車規(guī)級 SerDes 芯片組，其中包括單通道的加串器芯片 NLS9116 和四通道的解串器芯片 NLS9246，主要面向 ADAS（攝像頭、域控制器）及智能座艙（攝像頭、顯示屏、域控制器）系統(tǒng)中的高速數(shù)據(jù)傳輸場景。

圖源：納芯微

國產(chǎn)車載 SerDes 芯片面臨四座大山

在汽車領(lǐng)域，SerDes 芯片對智能化與電動(dòng)化進(jìn)程的推動(dòng)起著關(guān)鍵作用。在底層架構(gòu)層面，車載 SerDes 通過單根線纜實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，既能滿足輔助駕駛、智能座艙等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸需求，又能降低線纜復(fù)雜度和成本；在 EE 架構(gòu)升級方面，其高速數(shù)據(jù)交互特性支持向集中式 EE 架構(gòu)演進(jìn)，并保障系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性。目前，單車搭載 SerDes 芯片的價(jià)值約為幾十美元，隨著輔助駕駛、智能座艙滲透率不斷提升，車載 SerDes 市場需求量也將持續(xù)攀升。

毫無疑問，車載 SerDes 是智能汽車時(shí)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)?“高速公路”。然而，長期以來，車載 SerDes 一直是國產(chǎn)汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的明顯短板，甚至曾一度存在市場空白。追根溯源，這是由于車載 SerDes 芯片研發(fā)存在著極高的壁壘。

國產(chǎn)車載 SerDes 芯片要實(shí)現(xiàn)從 “0 到 1” 的突破，首先需攻克 SerDes 傳輸本身的高技術(shù)壁壘。SerDes 設(shè)計(jì)復(fù)雜度極高，以高速信號處理為例，SerDes 芯片需要從高頻串行數(shù)據(jù)流中精準(zhǔn)提取時(shí)鐘信號。由于傳輸速率高，這些高速信號對電路噪聲和抖動(dòng)極為敏感，對高速模擬前端和數(shù)字信號處理都提出了極高要求。楊礬表示，針對具體應(yīng)用場景，車載 SerDes 除了要實(shí)現(xiàn)技術(shù)功能外，還需滿足場景特定要求。例如，針對攝像頭數(shù)據(jù)傳輸，隨著攝像頭小型化趨勢發(fā)展，對芯片體積、成本、功耗的控制要求愈發(fā)嚴(yán)格。

嚴(yán)苛的車規(guī)級認(rèn)證是車載 SerDes 需要突破的第二道壁壘。與普通 SerDes 芯片相比，車載 SerDes 芯片需要具備寬溫域穩(wěn)定性，這使得模擬電路的偏置電路、PLL 頻率校準(zhǔn)模塊對溫度補(bǔ)償機(jī)制有更高要求。同時(shí)，功能安全機(jī)制要求車載 SerDes 芯片需符合 ISO 26262 ASIL-B/D 等級標(biāo)準(zhǔn)，鏈路監(jiān)控、冗余設(shè)計(jì)和錯(cuò)誤校正編碼（ECC）等功能進(jìn)一步增加了車載 SerDes 的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

楊礬指出，通信協(xié)議支持也是車載 SerDes 芯片研發(fā)面臨的一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。車載 SerDes 在通信協(xié)議支持方面面臨的挑戰(zhàn)，既源于協(xié)議本身的技術(shù)差異，也與汽車電子復(fù)雜的系統(tǒng)需求和嚴(yán)苛的可靠性要求密切相關(guān)。開放標(biāo)準(zhǔn)和私有協(xié)議在物理層和鏈路層等方面存在顯著差異，芯片設(shè)計(jì)公司需要綜合考慮規(guī)定速率、幀結(jié)構(gòu)、糾錯(cuò)機(jī)制等多種因素。此外，SerDes 協(xié)議的迭代升級也對芯片的跨代兼容性提出了很高要求。

最后是 ADI 和 TI 公司憑借長期積累形成的生態(tài)壁壘。經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，ADI 和 TI 已構(gòu)建起 “私有協(xié)議 + 專屬 IP + 車規(guī)認(rèn)證 + 客戶生態(tài)” 這一較為完備的生態(tài)體系，對后來者形成了近乎閉環(huán)的競爭屏障。國產(chǎn)芯片廠商需要從協(xié)議重構(gòu)、技術(shù)突破、生態(tài)共建三個(gè)維度同時(shí)發(fā)力，才有可能實(shí)現(xiàn)從 “替代” 到 “引領(lǐng)” 的跨越。

目前車載 SerDes 市場上，主流的公有協(xié)議包括 ASA、MIPI A-PHY、HSMT 等標(biāo)準(zhǔn)，其中 HSMT 是中國汽標(biāo)委發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，即《車載有線高速媒體傳輸系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》，被視為車載 SerDes 國產(chǎn)替代的核心突破口。HSMT 采用 NRZ、PAM4 調(diào)制方式，其中 PAM4 被認(rèn)為是平衡芯片性能和功耗的最優(yōu)方案。楊礬補(bǔ)充道，相比之下，中國 HSMT 標(biāo)準(zhǔn)支持強(qiáng)大的前向糾錯(cuò)編碼和物理層重傳協(xié)議，在性能上優(yōu)于ASA、MIPI A-PHY。HSMT 明確規(guī)定了里德 - 所羅門前向糾錯(cuò)碼及物理層重傳機(jī)制，協(xié)議成熟度更高，并且在國內(nèi)汽車 OEM 與 Tier 1 的強(qiáng)力推動(dòng)下，其互聯(lián)互通進(jìn)展也優(yōu)于ASA、MIPI A-PHY。

納芯微車載 SerDes 塑造行業(yè)標(biāo)桿

為給汽車 OEM 與 Tier 1 在車載 SerDes 選型時(shí)提供更多選擇，同時(shí)增強(qiáng)國產(chǎn)車載 SerDes 的市場競爭力，納芯微推出車載視頻 SerDes 芯片組 NLS9116 和 NLS9246。該芯片組滿足 AEC-Q100 Grade 2 要求，在功能安全方面達(dá)到 ASIL B 等級。

納芯微 NLS9116 和 NLS9246 是業(yè)內(nèi)率先完成芯片級協(xié)議互聯(lián)互通測試的國產(chǎn) SerDes 方案。如下圖所示，NLS9116 是單通道的加串器芯片，支持 4lane MIPI DPHY v1.2 輸入，單路 HSMT 6.4Gbps 輸出，并支持 RoR 時(shí)鐘和展頻；NLS9246 是四通道的解串器芯片，支持 4 路 HSMT 6.4Gbps 輸入，具備 2 個(gè)獨(dú)立的 4lane/4trio CD Combophy 和 4 個(gè) CSI Controller，可實(shí)現(xiàn)靈活配置。

納芯微視頻 SerDes 芯片組特征性能，圖源：納芯微

楊礬介紹稱，目前納芯微量產(chǎn)的車載視頻 SerDes 芯片組支持 6.4Gbps 傳輸速率，能夠滿足當(dāng)前主流市場需求。更高速率如 12.8Gbps 的產(chǎn)品正在研發(fā)中，預(yù)計(jì)于 2026 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外，納芯微車載 SerDes 芯片組還具備五大顯著特征優(yōu)勢：

成熟車規(guī)體系和完善產(chǎn)品覆蓋度：嚴(yán)格遵循 IPD 管理體系，對產(chǎn)品從定義、研發(fā)、試產(chǎn)到量產(chǎn)的全流程進(jìn)行管控，支持國內(nèi)最大規(guī)模的車規(guī)模擬芯片發(fā)貨量；同步推出攝像頭 PMIC、路徑保護(hù)等配套模擬芯片，提供一站式解決方案。

全國產(chǎn)供應(yīng)鏈：納芯微構(gòu)建從晶圓到封測的全國產(chǎn)供應(yīng)鏈體系，具備更優(yōu)的交付能力和成本控制優(yōu)勢。

優(yōu)異的模擬性能：全自研 IP 賦予芯片更強(qiáng)的模擬性能（SerDes/MIPI 關(guān)鍵指標(biāo)提升 50% - 100%），降低用戶對線纜和 PCB 走線的要求。

互聯(lián)互通：已實(shí)現(xiàn)芯片級 HSMT 協(xié)議互聯(lián)互通，收發(fā)解耦為用戶提供更具彈性的供應(yīng)鏈。

豐富的維測功能：通過 TDR（時(shí)域反射）和瞬斷檢測等功能，助力用戶快速定位故障。

針對行業(yè)標(biāo)桿性的模擬性能和測試功能，楊礬進(jìn)一步介紹，納芯微車載視頻 SerDes 芯片組接收機(jī)容限相比主流國際廠商產(chǎn)品提升 100%，并具備更強(qiáng)的 AEQ（自適應(yīng)均衡）能力，有助于降低汽車制造商的線纜布線成本。芯片內(nèi)置的接插件瞬斷監(jiān)測功能可實(shí)時(shí)檢測微秒級故障；TDR 技術(shù)在檢測距離 1 米以內(nèi)時(shí)，精度小于 30 厘米；檢測距離 15 米以內(nèi)時(shí)，精度小于 1 米。同時(shí)，NLS9116 和 NLS9246 在帶電 8kV 的 ESD 測試中，圖像傳輸無誤碼，在 EMI/EMC 性能上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

為方便汽車 OEM 和 Tier 1 實(shí)現(xiàn)高效的方案遷移或迭代，加串器 NLS9116 采用 TQFN32 封裝，解串器 NLS9246 采用 TQFN64 封裝，與市場主流產(chǎn)品 P2P 兼容。此外，納芯微車載視頻 SerDes 芯片組的硬件接口為標(biāo)準(zhǔn) MIPI C/D-PHY，用戶只需適配軟件驅(qū)動(dòng)即可，納芯微為此提供全套 SDK 和參考設(shè)計(jì)，大幅降低用戶開發(fā)工作量。

納芯微車載業(yè)務(wù)厚積薄發(fā)

楊礬認(rèn)為，車載 SerDes 領(lǐng)域研發(fā)投入大、周期長（通常需要 5 - 10 年），需要持續(xù)迭代高速率產(chǎn)品。納芯微不僅擁有國內(nèi)最完善的車規(guī)芯片體系優(yōu)勢，在研發(fā)體系和技術(shù)積累方面也具備長期競爭優(yōu)勢。目前，納芯微已經(jīng)攻克攝像頭 SerDes 技術(shù)，屏幕 SerDes 也在研發(fā)進(jìn)程中，車載 SerDes 芯片的推出將顯著提升納芯微汽車業(yè)務(wù)的單車價(jià)值量。

根據(jù)納芯微 2024 年財(cái)報(bào)顯示，2024 年納芯微在汽車電子領(lǐng)域出貨量已達(dá) 3.63 億顆，累計(jì)出貨量超過 6.68 億顆。在汽車智能化和電氣化升級過程中，納芯微芯片發(fā)揮著重要作用。在電動(dòng)化方面，僅在新能源汽車三電系統(tǒng)領(lǐng)域，納芯微就已為近 400 家零部件客戶提供了可靠的產(chǎn)品與服務(wù)支持。楊礬表示，“數(shù)字隔離器和柵極驅(qū)動(dòng)是納芯微的核心技術(shù)，這兩款產(chǎn)品在國內(nèi)新能源汽車市場的占有率位居首位，遠(yuǎn)超國內(nèi)競品和國際頭部廠商。納芯微的拳頭產(chǎn)品均圍繞這些核心技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，自 2020 年起，公司 70% 的研發(fā)投入集中在汽車領(lǐng)域，推動(dòng)汽車業(yè)務(wù)發(fā)展不斷加速。”

當(dāng)前，行業(yè)普遍認(rèn)為新能源汽車上半場是電氣化，下半場是智能化，這一發(fā)展進(jìn)程將深刻改變產(chǎn)業(yè)格局。在汽車智能化方面，納芯微同樣進(jìn)行了全面布局，擁有高邊驅(qū)動(dòng)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)以及各種接口器件，產(chǎn)品覆蓋車身控制、車門控制、座椅控制、座椅按摩等多個(gè)場景。在備受關(guān)注的輔助駕駛領(lǐng)域，納芯微的電源產(chǎn)品（包括各類 BUCK、LDO）、電源路徑管理、保護(hù)器件、車身 CAN/LIN 等產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)大量出貨。車載視頻 SerDes 芯片組的發(fā)布，將進(jìn)一步提升納芯微芯片在輔助駕駛領(lǐng)域的價(jià)值量占比。

橙色為已經(jīng)量產(chǎn)產(chǎn)品，圖源：納芯微

結(jié)語

車載 SerDes 芯片作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵臉屑~，其國產(chǎn)化突破不僅是技術(shù)攻堅(jiān)的勝利，更是重構(gòu)汽車電子供應(yīng)鏈格局的關(guān)鍵一步。納芯微以 HSMT 公有協(xié)議為切入點(diǎn)，依托全國產(chǎn)化供應(yīng)鏈、領(lǐng)先的模擬性能與車規(guī)級可靠性，成功打破國外巨頭壟斷，為汽車 OEM 與 Tier 1 提供了兼具安全性、兼容性與成本優(yōu)勢的本土解決方案。

同時(shí)，隨著 12.8Gbps 等更高速率產(chǎn)品的研發(fā)推進(jìn)，納芯微正憑借持續(xù)的技術(shù)深耕拓寬國產(chǎn)芯片的應(yīng)用邊界，助力中國汽車產(chǎn)業(yè)在智能化浪潮中構(gòu)建自主可控的高速數(shù)據(jù)傳輸體系，打造產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新的技術(shù)壁壘。