国产A-PHY芯片迎来突破机遇期

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智能汽车正在进入大众快速普及阶段。IDC数据显示,2024年全球L1-L5级自动驾驶汽车出货量预计将达到约5425万辆,2035年全球智能驾驶汽车产业规模将突破1.2万亿美元。

与智能汽车市场相对应的是汽车芯片的量价齐升,海量的芯片需求带动了汽车主控、通信与接口和传感器等芯片产业的高速发展。这其中,由MIPI联盟发布并被纳入IEEE标准的A-PHY作为“把脉”汽车高级辅助、自动驾驶和智能座舱的关键一环,受到了国际及国内众多半导体企业的高度关注。Sony、OmniVision、舜宇光学等知名企业已与首家宣布推出符合A-PHY标准芯片的Valens Semiconductor达成合作,而国内最早专注于该标准的半导体芯片公司, 苏州首传微电子有限公司, 也早于2020年标准落地前完成布局,并在研发上取得了突破性进展。随着新标准的落地及推广,本土企业迎来了国际标准所带来的前所未有的机遇,有望在此领域打破国外垄断的被动局面,助力中国车企在国际通行。

A-PHY,车企的国际化选择

A-PHY是首个汽车长距离串行器与解串器(车载SerDes)的国际标准,面向智能汽车中高级辅助、自动驾驶和智能座舱中传感器和显示器与各域处理器(Domain ECU)之间的高速数据传输。

当前,智能化、网联化、电动化已经成为汽车行业的主流发展态势,智能化带来的结构性变革与颠覆,需要感知与Domain ECU进行双向传输来做决策与执行。汽车的智能化与安全,势必会推动感知层急速进入更高像素与更高分辨率的摄像头、雷达等传感器的演进需求,而汽车的网联化,更是集5G、大数据、云计算、人工智能、高精度定位和车路协同等技术的创新与融合,这些都加速了其对超高速传输的迫切需求。在当今智能互联时代,汽车被行业定义为“移动数据中心”,这意味着智能汽车会产生巨大的数据吞吐量,如何通过国际化、标准化实现高速传输的互联与互通,成为首当其冲的现实问题,而国际通行的A-PHY标准,将会成为车企的首要选择。

那么,A-PHY有何影响?为什么会成为车企的首要选择?笔者分析原因,主要有以下几大方面:

原因一:A-PHY是全球统一公开标准。

全球公开标准,是国际通行的选择。A-PHY标准由MIPI联盟于2020年9月发布,并被纳为IEEE标准(IEEE2977-2021)。在最权威的两大国际组织认可下,A-PHY确立了其全球统一与通行的地位。

对于车载SerDes,A-PHY标准的出现打破了私有协议的局限。此前,因为公标的缺失,几家国际巨头厂商凭借私有协议的排他性与不互通,各自守城并垄断了全球车载SerDes市场,致使车厂与Tiers不得不接受单一供应商,而无替代选择。更为严重的是,私有协议的封闭性有效屏蔽了市场竞争,也失去了技术创新与升级迭代的动力,导致技术停留在NRZ调制多年,直至近期才出现基于PAM调制技术的超万兆产品。直至今日,仍未结束的汽车缺芯阶段,尤其是车载SerDes芯片作为智能汽车中的“必经之路”,出现了极为严重的供应链问题和价格高涨压力。毫无疑问,标准化的统一与公开,将推进技术的快速迭代,并扩大车载SerDes市场及其应用边界。

原因二:提升传输速率、降低系统成本。

当前,A-PHY标准已经经历了从 V1.0到V1.1的落地,传输速率从最高16Gbps提升至32Gbps,路线显示至48Gbps。

当前,整车厂要实现各域中处理器与传感器、显示器之间的远距离数据传输,需要价格昂贵的线束和接插件。A-PHY最新发布的 V1.1 采用PAM调制的低奈奎斯特频率特性,来实现与NRZ调制同等甚至更高的带宽,降低了对线材和连接器的性能要求。新规范显示,在4Gbps以下支持非屏蔽(UTP)线缆和连接器,极大地降低了系统成本,但对芯片厂商而言,这无疑是一个不小的挑战。

A-PHY V1.1规范 

制图:半导体行业观察 

数据来源:MIPI联盟

同时,标准制定的超高带宽,可将前端传感器的原始数据及其预处理工作直接传输、转交域或中央处理器来做处理,无同步与异步问题,推进集中式传感器融合以优化自动驾驶系统性能。更为重要的是,这不仅减小了前端集成尺寸和功耗,同时也降低了供电需求,通过PoDL/PoC方式即可满足供电,意味着无需额外电源,将大幅降低系统成本,集中式传感器融合将推进更高阶的自动驾驶性能。此外,A-PHY还具备更高可靠性、抗噪性、超低延迟和其超低的10 -19 PER(Packet Error Rate)等优势。

原因三:A-PHY公开标准更具生态优势,迎合终端市场的爆发需求。

A-PHY背后是MIPI联盟强大的生态系统和IEEE标准的权威优势,令其天然简化架构,实现与通用MIPI接口CSI/DSI的无缝对接,减化了协议转换的冗余设计,MIPI联盟的MASS协议栈,为其车载应用提供功能安全和数据保护。同时,A-PHY PAL刚刚落地了与IEEE Ethernet的适配,进一步完善了智能汽车IVN(In-Vehicle Networking)架构的网络管理与安全。

谈及安全,高端且昂贵的测试仪器在生态链中至关重要。就在不久前,全球仪器龙头企业是德科技(Keysight)宣布推出全新的一致性测试解决方案,根据合规性测试规范(CTS)的要求验证A-PHY器件,完善了标准在测试环节的完整性,这是私有协议所无法享受的。

据悉,Bosch、Qualcomm、Sumsung、Intel、MTK、Onsemi、Nvidia、ST、Synopsys、Xilinx、Renesas等众多厂商均已加入生态。

可以看出,凭借着标准地位、生态与市场的多维优势,A-PHY势将成为智能汽车的基石。

本土厂商的新机遇

在A-PHY标准落地前,国内芯片厂商先行者也早已瞄准此规范,通过分析判断其优势与市场爆发节点,加速研发迭代并实现技术突破。作为 国内最早布局A-PHY芯片的企业,苏州首传微电子有限公司, 早于标准落地前就已开始研发工作,后于2020年5月成立了相关子公司,经数次流片测试,成功实现 国内首颗A-PHY全功能发射芯片 回片验证,并在进行了完整性的发射芯片与接收验证平台的互通性测试后,于上个月顺利完成了接收芯片的流片。

以深耕超高速SerDes多年的中国与海外研发团队为核心,首传微电子坚持自主研发和自主创新。受益于A-PHY标准的多维优势和广阔前景,以及拥有完备经验的行业团队,首传微电子迎来了资本的青睐,先后获得了湖杉资本、沃赋资本和瀚联产业基金的投资,持续赛道领先优势。

首传微电子创始人&COO张晨光强调:“科技,人才和技术是企业的命脉。”创始至今,首传微以创造平台、开放平台、海纳百川的经营理念,聚集优秀人才来持续探索和突破技术极限,力争最快速实现产品交付并全力服务于终端客户,拓展并完整车载IVN产品布局。 首传微企业宗旨是立足中国并积极开拓全球化合作,力争成为国产汽车半导体芯片行业的引领者!

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