2752
作者：九林
汽车电子电气系统是以通信网络为载体，将车内电子设备通过线束连接在一起。随着汽车E/E架构的演进和车内功能的复杂度提升。单车ECU数量已经逐渐从20-30多个发展到100多个，部分车辆的线束长度已经高达2.5英里。
汽车中的传感器数量不断增加，导致车载数据量激增，这对整车实时通信和数据处理能力有了很高的要求。经过多年的发展，车载网络已经成为 CAN 总线为主，LIN 总线为辅，多种总线技术并存。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。传统分布式架构无法满足发展需求下，车载网络转向域控制和集中控制。
01哪些车型搭载以太网？
由于具有高带宽、高可靠性、线束轻量化等优势，车载以太网成为承接车内高速通信需求的关键技术。从2008年，宝马BMW7首次使用以太网架构开始，车载以太网逐步普及。2013 年在宝马 X5 的 360 度全景泊车系统中应用以太网技术。到2015年宝马开始在其全系车型中部署车载以太网，将娱乐、安全和通信子系统进行整合，构建车载以太网系统。2015 年国内车企奇瑞汽车和博通签订了共同开发车载以太网应用的合作谅解备忘录，上汽荣威 RX5 是国内第一个将车载以太网应用到环视系统中的车型。2016 年，车载以太网技术得到更多车厂的支持，捷豹、路虎和大众帕萨特都在其车型集成了车载以太网技术。
在造车新势力中，车载以太网的应用也非常迅速，如蔚来汽车、理想汽车、小鹏汽车等。2022 年，小鹏 G9 在国内首次实现千兆以太网为主干通信架构。2023年，主机厂普遍搭载以太网已经成为共识。长安汽车推出的SDA架构，搭载千兆环形以太网，此外，比亚迪、广汽、吉利等也推出了千兆以太网适用车型。
汽车以太网之所以受到重视，与汽车智能化和自动驾驶技术息息相关。自动驾驶级别越高，车内通信对高速率网络的需求就越迫切，L3以上的自动驾驶，需要在车内搭配2.5/5/10G以太网，而到了L4/L5自动驾驶，车内需要引入10G+以太网。因此，高速车载以太网是实现L3及以上自动驾驶必不可少的配置。
02车载PHY芯片的开始上量
在车内通信架构逐渐向以太网升级的过程中，汽车中的以太网物理层芯片需求快速提升。车载以太网物理层芯片（PHY）是以太网有线传输的基础通信芯片之一，主要工作于OSI网络模型的最底层。在物理层芯片方面，每一个传感器侧都需要部署一个PHY芯片链接到ADAS域的交换机上，每个交换机节点也需要配置若干个PHY芯片，以输入从传感器端传输过来的数据。
根据测算 2020 年单车车载以太网节点约为6个，随着域控制器需求的增加预计2025年提升至13个，2030年提升至17-20个。根据以太网联盟的预测，未来智能汽车单车的以太网端口将超过100个。2021-2025年车载以太网PHY芯片出货量将呈10倍数量级的增长，2025年中国车载以太网物理层芯片搭载量将超过2.9亿片。
03车载以太网PHY芯片解决方案
在车载以太网PHY芯片领域，行业头部厂商占据了绝大多数市场份额。博通、美满和瑞昱在全球市场有着巨大的领先优势，加上TI、高通、微芯，这六家厂商占据超九成的市场。在车载以太网PHY上，美满、博通、瑞昱、TI和NXP五家几乎占据了车载全部的市场份额。目前国内仅有少数团队在研发车载PHY芯片，主要为裕太微、景略半导体、昆高新芯、鑫瑞技术等。产品更多的是集中在百兆车载以太网PHY芯片，有少数的千兆车载PHY芯片产品。
裕太微
裕太微推出车载千兆以太网物理层芯片YT8011A系列，与YT8010A系列共同提供车载以太网1000/100BASE-T1 PHY的整体解决方案。
YT8010A——单口车载百兆以太网物理层芯片（已量产）
裕太微YT8010A管脚2020年，裕太微发布车载百兆以太网物理层芯片——YT8010A。YT8010A是单对以太网物理层收发器（PHY），它实现 IEEE802.3bw 定义的 100BASE-T1 标准的以太网物理层，适合广泛的车载数据传输应用。它使用标准 CMOS 工艺制造，实现物理层的功能在单对平衡双绞线上传输和接收数据。YT8010A基于先进的 DSP 技术，结合自适应均衡器、回波抵消器、模数转换、锁相环、线路驱动器、编码器/解码器和所有其它需要的100Mbps数据速率电路，实现稳健的性能并超过汽车电磁噪声环境中的干扰（EMI）要求，同时功耗非常低。YT8010A 的设计符合 RGMII、RMII 和 MII 接口规范，与支持行业标准以太网媒体访问控制器（MAC）的CPU和交换控制器所兼容。YT8010A 提供了汽车行业 OEM 和一级供应商所需全面的汽车技术解决方案，符合 AEC-Q100 一级温度标准。
YT8011A系列——单口车载千兆以太网物理层芯片（已量产）
YT8011A管脚2023年，裕太微发布了车载千兆以太网芯片—YT8011A系列。该系列产品是一种高度集成的解决方案。YT8011A 是一款兼容车载以太网百兆100BASE-T1和千兆1000BASE-T1标准的以太网收发器，支持IEEE802.3bw和802.3bp协议。其通过一对差分的屏蔽或者非屏蔽电缆，传输和接收以太网数据包。该系列采用了高速DSP技术和模拟前端（AFE），同时具备极性检测与校正、自适应均衡、回声消除、定时恢复和纠错等功能。MAC（数据链路层）和PHY（物理层）之间的数据传输通过简化的千兆媒体独立接口（RGMII）或串行千兆媒体独立接口（SGMII）进行。可支持EEE节能以太网、1588时间同步协议、IEEE802.1AS时间同步协议。支持车载以太网的睡眠（SLEEP）/唤醒(WAKE)功能。SLEEP 功能使以太网物理层收发 器进入睡眠模式，获得更低的功耗。WAKE 功能可以有效地将以太网物理层收发器从睡眠模式唤醒到正常操作模式。YT8011A 采用最先进的混合信号技术和模拟前端（AFE），通过 UTP 电缆实现高速数据传输和接收。YT8011A 实现了自适应均衡、串扰消除、回波消除、数据恢复和纠错等功能， 以提供 100Mbps 或 1000Mbps 的强大传输和接收能力。它提供高静电放电（ESD）保护，以 及优异的电磁兼容性（EMC）性能。
景略半导体Cheetah系列（已量产）
景略半导体的JL3xx1是车载单对线千兆以太网技术，支持1Gbps或100Mbps的数据传输速率，全面兼容IEEE 802.3bw和IEEE 802.3bp标准，具有长距离传输能力、出色的EMC/EMI和ESD性能、低功耗设计。景略半导体百兆、千兆PHY产品已经实现大规模量产供货。广泛适用于汽车和工业应用，极大的降低了网络布线的成本和重量，同时满足对高抗干扰性和低功耗通信的要求。
JL3113、JL3111——1000Base-T1/100Base-T1 车载以太网物理层收发器
JL3113和JL3111是景略半导体基于数模混合和数字信号处理技术，通过先进的半导体工艺制造的高性能车载以太网物理层收发器（PHY）。设计用于单对双绞线通讯，支持 1Gbps 或 100Mbps 的数据速率，符合 IEEE802.3bw 和 IEEE802.3bp 标准，具有出色的 EMI/EMC 和 ESD 性能。符合汽车等级规范 AEC-Q100 及扩展的温度范围（-40℃~+105℃）。广泛适用于汽车应用，还可以满足汽车应用对高抗干扰性能和低功耗通信的要求。
JL3101—— 100Base-T1 车载以太网物理层收发器
JL3101 是景略半导体基于先进的数模混合和数字信号处理技术，制造的高性能车载以太网物理层收发器（PHY）。设计用于单对双绞线通讯，支持 100Mbps 的数据速率，支持 RGMII，MII 和 RMII 接口，完全符合 IEEE802.3bw，具有出色的 EMI/EMC 和 ESD 性能。JL3101 符合汽车等级规范 AEC-Q100 及扩展的温度范围（-40℃~+105℃）。
昆高新芯目前能够提供车载PHY芯片KG701XM，内置了国密安全算法，核心IP均有自有知识产权。据了解，昆高新芯千兆PHY已经进行多次迭代流片，处于商业化量产前夕。
XR8010鑫瑞技术能够提供车载PHY芯片XR8010，YT8010A单口车载百兆以太网收发器采用了100BASE-T1 IEEE 802.3bw 标准，目前已经通过AEC-Q100 Grade 1车规认证及德国C&S（Communication & Systems Group）实验室互联互通兼容性测试。
04国内车载以太网PHY芯片应用方向
裕太微YT8010A应用场景广泛，可应用于智能仪表、智能中控、多媒体显示、行车记录仪、车载摄像头、网关、车载雷达、360°环视系统等，2020年已成功进入德赛西威。目前在各大Tier1（汽车主机厂的一级供应商）及OEM（汽车主机厂）成功上车量产，累计出货量超百万片。此外，裕太微在接受机构调研时称，车载百兆PHY芯片已在广汽、北汽、上汽、吉利、一汽红旗等汽车行业知名客户上车量产。
YT8011A应用框图裕太微YT8011A系列可广泛应用于车载IVI（车载信息娱乐系统）、座舱控制、ADAS域控、T-BOX（车载通信终端）等多个车载高速通信场景。
去年，YT8011A系列成功提前量产并超出预期拿到数家OEM定点项目，再度实现了从1到N的跨越。2024年是此款产品的销售元年。
JL3113应用框图景略半导体JL3113、JL3111、JL3101的在汽车领域中的应用主要在网关、高级驾驶辅助系统、信息娱乐系统、车载智能终端。目前已在国内头部主机厂和整车厂实现量产，后续定点车型超过20款。目前已适配超过20个SoC主平台，尤其在T-BOX领域，适配当前量产的全部国内外基带平台。
05结语
汽车电气化、智能化和网联化推动汽车内部数据传输需求的爆炸性增长，汽车以太网由最初的百兆级别向千兆级别演进，例如支持1000BASE-T1标准的芯片，以满足ADAS、自动驾驶和车载信息娱乐系统等应用的高带宽需求，由此也推动了汽车以太网物理层芯片市场规模不断扩大。
市场中既有国际领先的半导体厂商，比如NXP、德州仪器等，也有像景略半导体、裕太微等国内企业积极参与竞争，推出符合车规的汽车以太网物理层芯片产品。随着智能驾驶技术的深入发展，汽车以太网物理层芯片将迎来更广阔的市场空间。
下载ECAD模型
