《集成電路行業車載以太網專題報告:車載以太網芯片需求持續增長自主可控方興未艾-230703(43頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《集成電路行業車載以太網專題報告:車載以太網芯片需求持續增長自主可控方興未艾-230703(43頁).pdf(43頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1 1集成電路集成電路車載以太網專題報告領先大市車載以太網專題報告領先大市-A(首次首次)車載以太網芯片需求持續增長,自主可控方興未艾車載以太網芯片需求持續增長,自主可控方興未艾2023 年年 7 月月 3 日日行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告集成電路板塊近一年市場表現集成電路板塊近一年市場表現資料來源:最聞首選股票首選股票評級評級相關報告:相關報告:分析師:分析師:葉中正執業登記編碼:S0760522010001郵箱:谷茜執業登記編碼:S0760518060001電話:0351-8686775郵箱:投資
2、要點:投資要點:以太網逐步滲透車載網絡,向更高速率演進。以太網逐步滲透車載網絡,向更高速率演進。在汽車電動化趨勢下,車內信息傳輸量持續提升,域/跨域集中式架構逐漸成為智能駕駛汽車的主流。傳統車載網絡以 CAN 總線為主,LIN 總線為輔,多種總線技術并存。車載以太網具有數據傳輸能力高、可靠性好、EMI/功耗/延遲低、線束輕量化等優勢。隨著汽車智能化發展,車載以太網將率先應用于智能座艙和輔助駕駛,在未來逐步替代整車通信架構。車載以太網物理層芯片市場規??焖僭鲩L,競爭格局高度集中。車載以太網物理層芯片市場規??焖僭鲩L,競爭格局高度集中。車載以太網主要對物理層進行修改,使用一對非屏蔽雙絞線進行全雙工
3、信息傳輸,降低 80%的連接成本和 30%的線纜重量。在車載以太網芯片方面,隨著車內傳感器數量的不斷增加,芯片需求量也快速提升。物理層芯片物理層芯片通過物理層接口與 MAC 層進行數據交換,目前單車用量在幾個到十幾個之間。根據中汽中心數據,預計 2025 年中國以太網物理層芯片搭載量將超過 2.9 億片,中國大陸的市場規模有望突破 120 億元,近五年 CAGR 為 30%以上。與物理層芯片相比,SerDes 芯片芯片主要應用于高帶寬、低成本、攝像頭和顯示屏之間的高速數據傳輸。據蓋世汽車預測,預計 2025 年平均單車攝像頭搭載量約 10顆,對應 SerDes 芯片用量約 20 個;未來十年全
4、球車載 SerDes 芯片市場規模將朝百億美元高速發展,其中中國市場有望占比四成。星形拓撲凸顯星形拓撲凸顯 TSN 交換芯片需求,預計交換芯片需求,預計 2025 年年 ASP 約為約為 1250 元。元。鏈路層的鏈路層的 TSN 交換芯片交換芯片通過 PHY 與 MAC 的配合或集成來實現更高層的網絡交換功能,基于星形拓撲結構,若汽車以太網節點超過兩個則需要交換機連接各個總線系統,目前單車搭載量約為 3 個。據 Mouser 統計,預計到 2025年,國內車載以太網交換芯片市場規模達到 137 億元,近五年 CAGR 為 63%。單車價值量方面單車價值量方面,假設到 2025 年,單車平均搭
5、載 10 個攝像頭/顯示屏、10個雷達和 3 個交換機,對應單車以太網及 SERDES 芯片用量約為 10 對SERDES+10 個 PHY+3 個交換+1 個網關芯片,預計到 2025 年平均單車SERDES+以太網芯片合計價值量約為 1250 元。MIPI A-PHY:車載以太網、:車載以太網、CAN 協議之外的較好補充。協議之外的較好補充。MIPI A-PHY作為標準化 SerDes 物理層規范,豐富并優化了現有車載網絡的集成。MIPIA-PHY 實現車內 SerDes 鏈路精簡化,大幅減少了收發器的使用,降低了智能汽車整體成本。根據 A2MAC 的數據,基于 MIPI A-PHY 的解
6、決方案能讓汽車總系統成本降低 15%,線束成本減低 59%,連接器成本降低 74%。MIPIA-PHY 生態系統逐步完善,已有數十家客戶正在評估芯片方案的車載實踐。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2 2MIPI 聯盟還推出了 MIPI 車載 SerDes 解決方案(MASS),以支持 ADAS 和IVI 的高效連接。投資建議投資建議:車載以太網芯片需求持續增長車載以太網芯片需求持續增長,自主可控方興未艾自主可控方興未艾。全球車載以太網物理層芯片和交換機(美滿/博通/瑞昱)、SerDes 芯片(德儀/美信)
7、市場基本由境外企業主導,競爭格局高度集中。在芯片國產化的大趨勢下,自主品牌開始發力,不斷提升產品性能,逐步打破境外壟斷的局面。建議持續關注以太網物理層芯片境內稀缺自主供應商裕太微裕太微-U,以及視頻橋接/高速傳輸芯片境內領先的自主供應商龍迅股份龍迅股份。風險提示風險提示:汽車智能化發展/車載以太網滲透不及預期的風險;半導體行業周期性及政策變化波動風險;市場競爭風險;技術持續創新能力不足的風險;客戶、供應商集中度較高的風險等。VWvXiWdYlXRYpXcZlX8OcM6MoMoOpNpMjMrRoRlOqQqN9PoPqQwMrQmMvPnNvN行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必
8、閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3 3目錄目錄1.以太網逐步滲透車載網絡,向更高速率演進以太網逐步滲透車載網絡,向更高速率演進.71.1 汽車電氣架構向中央集中式演進.71.2 車載以太網將成下一代汽車網絡關鍵技術.71.3 以太網不斷向更高傳輸速率進階,逐步滲透車載網絡.92.車載以太網物理層芯片規??焖僭鲩L,預計車載以太網物理層芯片規??焖僭鲩L,預計 2025 年年 ASP 約約 1250 元元.122.1 車載以太網標準主要涉及物理層和鏈路層.122.2 BroadR-Reach 技術可降低 80%的連接成本.142.3 車載以太網物理層芯片市場
9、規??焖僭鲩L,競爭格局高度集中.152.3.1 車載以太網物理層芯片市場規??焖僭鲩L,未來單車以太網端口將超百個.152.3.2 以太網物理層芯片競爭格局高度集中,國產替代下自主品牌逐步發力.192.3.3 為滿足數據高速傳輸需求,車載 SerDes 芯片用量逐漸增長.212.3.4 車載 SerDes 芯片市場集中度高,本土供應商逐漸嶄露頭角.232.4 星形拓撲凸顯 TSN 交換芯片需求,車載以太網交換芯片規??焖僭鲩L.242.4.1 星形拓撲結構下以太網節點增加,TSN 交換芯片需求凸顯.242.4.2 車載以太網交換芯片需求量快速增長,市場格局高度集中.272.5 預計 2025 年車
10、載以太網+SerDes 芯片 ASP 約 1250 元.283.MIPI A-PHY:車載以太網、:車載以太網、CAN 協議之外的較好補充協議之外的較好補充.303.1 車載 MIPIA-PHY 物理層協議能夠提升性能、降低成本.303.2 MIPIA-PHY 精簡車載傳輸架構,MASS 方案實現降本增效.324.逐步打破海外壟斷,車載以太網芯片的自主可控方興未艾逐步打破海外壟斷,車載以太網芯片的自主可控方興未艾.344.1 裕太微-U(688515.SH):境內稀缺以太網物理層芯片自主供應商.344.2 龍迅股份(688486.SH):橋接/傳輸芯片境內領先的自主供應商.365.投資建議:車
11、載以太網芯片需求持續增長,自主可控方興未艾投資建議:車載以太網芯片需求持續增長,自主可控方興未艾.386.風險提示風險提示.40行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明4 46.1 行業風險.406.2 技術風險.406.3 經營及財務風險.41圖表目錄圖表目錄圖圖 1:EE 架構持續向中央集中式演進架構持續向中央集中式演進.7圖圖 2:主流車用網絡系統架構圖主流車用網絡系統架構圖.8圖圖 3:以太網應用分類以太網應用分類.10圖圖 4:車載以太網技術發展路線車載以太網技術發展路線.11圖圖 5:車載以太網的演進
12、(第一、二階段)車載以太網的演進(第一、二階段).11圖圖 6:車載以太網四大標準化組織車載以太網四大標準化組織.12圖圖 7:傳統以太網與車載以太網的技術協議規范對比傳統以太網與車載以太網的技術協議規范對比.13圖圖 8:常規以太網常規以太網 vs 汽車以太網物理層技術汽車以太網物理層技術.14圖圖 9:BroadR-Reach 的的 100Mbit/s 汽車以太網解決方案汽車以太網解決方案.15圖圖 10:以太網物理層芯片工作原理以太網物理層芯片工作原理.16圖圖 11:車載以太網物理層芯片作為獨立芯片存在車載以太網物理層芯片作為獨立芯片存在.16圖圖 12:全球以太網物理層芯片市場規模(
13、億元)及增速(全球以太網物理層芯片市場規模(億元)及增速(%).17圖圖 13:中國大陸以太網物理層芯片市場規模(億元)及增速(中國大陸以太網物理層芯片市場規模(億元)及增速(%).17圖圖 14:車載以太網車載以太網 ADAS 的基本網絡拓撲結構的基本網絡拓撲結構.18圖圖 15:車載以太網技術發展歷程車載以太網技術發展歷程.19圖圖 16:以太網物理層芯片市場份額(以太網物理層芯片市場份額(%).19圖圖 17:車載以太網物理層芯片市場份額(車載以太網物理層芯片市場份額(%).19圖圖 18:車載車載 SerDes 主要用于車載攝像頭到主要用于車載攝像頭到 ECU 的長距離傳輸等場景的長距
14、離傳輸等場景.21行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明5 5圖圖 19:從攝像頭到顯示器,從攝像頭到顯示器,SerDes 芯片為各種路徑提供通信接口芯片為各種路徑提供通信接口.22圖圖 20:TSN 消除了傳統以太網由于多流并發導致的不確定性,對具有關鍵時間約束的應用尤為重要消除了傳統以太網由于多流并發導致的不確定性,對具有關鍵時間約束的應用尤為重要.24圖圖 21:車載以太網車載以太網 OSI 模型中,模型中,TSN 標準主要在第二層的鏈路層標準主要在第二層的鏈路層.25圖圖 22:以太網交換機降低了以太網
15、交換機降低了 ADAS 和信息娛樂域的攝像頭部署成本和信息娛樂域的攝像頭部署成本.26圖圖 23:面向域控制器的混合車載網絡架構面向域控制器的混合車載網絡架構.27圖圖 24:中國大陸以太網交換芯片市場規模(億元)及增速(中國大陸以太網交換芯片市場規模(億元)及增速(%).28圖圖 25:中國車載以太網交換芯片市場規模(億元)及增速(中國車載以太網交換芯片市場規模(億元)及增速(%).28圖圖 26:MIPI 協議在多媒體的應用規范協議在多媒體的應用規范.30圖圖 27:基于基于 MIPI A-PHY 的解決方案具有明顯的成本優勢的解決方案具有明顯的成本優勢.31圖圖 28:MIPI A-PH
16、Y 生態系統持續發展,生態系統持續發展,Valens 已與多家客戶達成合作已與多家客戶達成合作.32圖圖 29:A-PHY 的典型非對稱結構連接簡化了車載拓撲結構的典型非對稱結構連接簡化了車載拓撲結構.33圖圖 30:車載車載 MASS 解決方案解決方案.34圖圖 31:公司營業收入及同比增速(萬元,公司營業收入及同比增速(萬元,%).35圖圖 32:公司歸母凈利潤及同比增速(萬元,公司歸母凈利潤及同比增速(萬元,%).35圖圖 33:公司主營產品收入結構(公司主營產品收入結構(%).36圖圖 34:公司主營產品毛利率(公司主營產品毛利率(%).36圖圖 35:公司營業收入及同比增速(萬元,公
17、司營業收入及同比增速(萬元,%).37圖圖 36:公司歸母凈利潤及同比增速(萬元,公司歸母凈利潤及同比增速(萬元,%).37圖圖 37:公司主營產品收入結構(公司主營產品收入結構(%).38圖圖 38:公司主營產品毛利率(公司主營產品毛利率(%).38表表 1:車載以太網與其他總線的性能對比車載以太網與其他總線的性能對比.9表表 2:裕太微裕太微-U 車載百兆以太網物理層芯片與競品的指標對比車載百兆以太網物理層芯片與競品的指標對比.20行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明6 6表表 3:不同不同 ADAS 等
18、級搭載攝像頭類型及數量等級搭載攝像頭類型及數量.22表表 4:目前車載目前車載 SerDes 芯片領域內可用的解決方案芯片領域內可用的解決方案.23表表 5:交換芯片和物理層芯片的區別交換芯片和物理層芯片的區別.26表表 6:以太網以太網+SERDES 芯片單車價值量測算(美元)芯片單車價值量測算(美元).29表表 7:可比公司估值比較(裕太微可比公司估值比較(裕太微-U 為萬得一致預期,龍迅為山證預測)為萬得一致預期,龍迅為山證預測).39行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明7 71.以太網逐步滲透車載網絡
19、,向更高速率演進以太網逐步滲透車載網絡,向更高速率演進1.1 汽車電氣架構向中央集中式演進汽車電氣架構向中央集中式演進集中式架構成智能駕駛主流,以太網在中心節點占據優勢地位。集中式架構成智能駕駛主流,以太網在中心節點占據優勢地位。電子電氣構架的演進為提升智能駕駛能力提供了堅實的基礎。在自動駕駛、智能座艙、電動化等趨勢的推動下,汽車所需功能增多,信息傳輸量及算力需求持續增長,傳統分布式架構在可拓展性與通信性能方面難以滿足產品需求。域/跨域集中式架構逐漸成為智能駕駛汽車的主流,同時多個域控制器將繼續融合,從而形成中央計算單元與各個區域控制器的最終形態;疊加以太網及 TSN 滿足實時計算、高速數據傳
20、輸、低延遲及時間同步需求,最大化滿足智能網聯汽車發展所需的軟件需求。車載通信中,以太網在中心節點逐漸占據了優勢地位。圖 1:EE 架構持續向中央集中式演進資料來源:艾瑞咨詢,山西證券研究所1.2 車載以太網將成下一代汽車網絡關鍵技術車載以太網將成下一代汽車網絡關鍵技術經過多年發展經過多年發展,車載網絡已形成以車載網絡已形成以 CAN 總線為主流總線為主流,多種總線技術并存的解決方案多種總線技術并存的解決方案。目前車輛使用的總線技術有 CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS 及車載以太網等,主要以 CAN 總線為主,LIN 總線為輔。CAN 主要用于車上控制數據的傳輸,是現役車載網絡
21、應用最為廣泛的標準協議;LIN 是一種低成本通用串行總線,為 CAN 總線提供輔助功能,主要用于汽車內的車門、天窗、座椅控制等,CAN、LIN 的成本和傳輸速率較低。FlexRay 是繼 CAN 和 LIN 之后的新一代汽車控制總線技術,與 CAN 相比擁有更高的帶寬,但需加入標準組織、成本較高,主要適用于中高端車中的線控系統;MOST 在車載多媒體數據傳輸的應用行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明8 8較多,但由于供應商單一、基礎開發成本較高。LVDS 是一種低壓差分信號技術接口,在汽車領域主要用于顯示屏和
22、攝像頭之間的圖像數據信號傳輸。圖 2:主流車用網絡系統架構圖資料來源:搜狐網百佳泰檢測認證,山西證券研究所車載以太網提供高帶寬和輕量化線束車載以太網提供高帶寬和輕量化線束、性價比較高性價比較高,將成為下一代汽車網絡的關鍵技術將成為下一代汽車網絡的關鍵技術。由于 CAN 總線只能實現半雙工通訊,且傳輸速度較低,不符合汽車智能化、網聯化趨勢下對實時高速雙向數據交互的需求。隨著近年來汽車電子化浪潮的快速發展,汽車內部電子電氣元器件的數量和復雜度大幅提升,單車ECU 數量已逐漸從 20-30 個發展到 100 多個,部分車輛線束長度已高達 2.5 英里,傳統分布式架構已經不能滿足汽車智能化時代的發展需
23、求,所以車載網絡轉向域控制和集中控制的趨勢越來越明顯,車內通信架構將逐漸向以太網升級。與傳統的車載網絡不同,車載以太網可以提供帶寬密集型應用所需的更高數據傳輸能力,同時其技術優勢可以很好地滿足汽車高可靠性、低電磁輻射、低功耗、帶寬分配、低延遲、輕量化等方面的要求,將成為下一代汽車網絡的關鍵技術。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明9 9表 1:車載以太網與其他總線的性能對比CANLINFlexRayMOSTLVDS車載以太網車載以太網主要應用場景汽車空調、電子指示、故障顯示燈光、門鎖、天窗、座椅控制等引擎控制
24、、ABS、懸掛控制、線控娛樂系統、汽車導航系統顯示屏和攝像頭之間的數據傳輸ADAS 云存儲、雷達、攝像頭拓撲結構線型總線線型總線星型拓撲環型拓撲點對點交換機式通信方式傳輸介質非屏蔽雙絞線單線非屏蔽雙絞線UTP/光纖屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線成本低低中高高高適中傳輸速率8Mbps20kbit/s10-20Mbit/s22.5Mbit/s155655Mbit/s10M-10Gbit/s優勢實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低線間干擾??;節省線束;傳輸距離長;成本低速率較高,10Mbps;實時性高,安全性有保障;雙冗余,容錯性高;適用于線控系統傳輸速率高;同步性好;帶寬有保障低電壓、低功耗、
25、低成本和內含時鐘等,尤其適用于有一定傳輸距離要求的低功耗高速數據傳輸速率高,支持 100M、1000M 甚至更高;端口帶寬獨享;成本相對較低;協議開放,應用成熟,接口成熟;網絡形式易于拓展,簡化車載網絡架構資料來源:裕太微-U 招股書、億歐智庫、中國汽車工業信息網等,山西證券研究所1.3 以太網不斷向更高傳輸速率進階,逐步滲透車載網絡以太網不斷向更高傳輸速率進階,逐步滲透車載網絡車載以太網具有規模經濟性和互操作性,主要使用銅雙絞線傳輸。車載以太網具有規模經濟性和互操作性,主要使用銅雙絞線傳輸。根據 Ethernet Alliance 在 2020 年的預測,2021 年全球將有超過 1 億輛汽
26、車搭載以太網端口,部署的全部車載以太網端口將多達 5 億個。車載以太網具有規模經濟性和互操作性,可以同時提供數據和電力傳輸,極大程度上降低車輛的成本和重量,是以太網近年來的主要發展趨勢之一。在傳輸介質方面,車載以太網主要使用銅雙絞線,由于銅雙絞線機械強度好、耐候性強、彎曲半徑小,同時無需光電轉換設備即可直接使用,因而成為數據傳輸“最后一百米”的最優解決方案。根據以太網聯盟數據,目前基于銅介質的以太網傳輸速率主要介于 10Mbit/s 至 10Gbit/s之間,隨著終端形態和數據類型的不斷豐富,數據總量和傳輸要求不斷攀升到新的量級,未來基于銅介質的以太網將不斷向更高傳輸速率演進。行業研究行業研究
27、/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1010圖 3:以太網應用分類資料來源:Ethernet Alliance、裕太微-U 招股書,山西證券研究所千兆以太網是高速網絡技術的首選千兆以太網是高速網絡技術的首選。以太網經歷 50 年的發展歷程,因具備技術成熟、高度標準化、帶寬高以及低成本等諸多優勢,已取代其他網絡成為當今世界應用最普遍的局域網技術,為萬物互聯奠定基礎。在傳輸速率上,以太網具有多種速率標準,早期慣例以 10 倍來提升,如標準以太網(10Mbps)、快速以太網(100Mbps)、千兆以太網(1Gbps)。近年來為適應
28、多樣化需求,開始出現 2.5GE、5GE、25GE、50GE等多種新速率標準。綜合考慮應用場景和成本因素,目前基于雙絞線的以太網主流技術是基于 802.3ab 標準的千兆以太網 1000BASE-T,可在超過 100M 的 5 類雙絞線上傳輸 1000Mbit/s 的數據流,大多數企業在組建網絡時將千兆以太網作為首選高速網絡技術。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1111圖 4:車載以太網技術發展路線資料來源:AUTOINFO-中國汽車工業信息網,山西證券研究所車載以太網將從智能座艙等局部應用,逐步拓展成為
29、車內通信主干網絡。車載以太網將從智能座艙等局部應用,逐步拓展成為車內通信主干網絡。車載以太網是目前各類總線中傳輸速率最快的通信方案。隨著汽車智能化發展,車載以太網技術有望率先應用于智能駕駛及智能座艙,并在未來實現對整車現有車內通信技術的逐步替代。車載以太網的發展主要可分為三個階段。第一階段為面向車載診斷系統和 ECU 軟件刷新的 DoIP 協議的推廣運用,以及使用 IP 攝像頭的駕駛輔助系統;第二階段將幾個子系統整合,面向車載智能座艙和智能輔助駕駛的推廣應用,如將多媒體,駕駛輔助和診斷界面結合在一起;第三階段將使用以太網作為車載主干網絡,集成動力總成、底盤和車身控制、智能座艙等,形成一個跨域汽
30、車網絡,并逐步引入 TSN 等新一代以太網技術。圖 5:車載以太網的演進(第一、二階段)行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1212資料來源:厚勢汽車公眾號,山西證券研究所2.車載以太網物理層芯片規??焖僭鲩L車載以太網物理層芯片規??焖僭鲩L,預計預計 2025 年年 ASP 約約 1250 元元2.1 車載以太網標準主要涉及物理層和鏈路層車載以太網標準主要涉及物理層和鏈路層四大聯盟組織共同推動車載以太網的標準化發展。四大聯盟組織共同推動車載以太網的標準化發展。車載以太網的標準化方面,IEEE 802.3 工作
31、組、汽車開放系統架構聯盟 AUTOSAR、OPEN 聯盟以及 AVnu 聯盟 4 個標準化組織或聯盟起到了主要的推動作用。車載以太網領域里最重要的組織是 OPEN 聯盟,其設立目標是促進該技術作為開放標準得到各車企的廣泛采用。截至 2021 年底,OPEN 聯盟的成員已增長到 340 個,包括汽車領域里眾多的汽車廠商、供應商、芯片商、技術公司以及研究機構等,如博通、恩智浦、飛思卡爾、寶馬、現代等。中國車企和供應商也在積極關注并逐漸采用 OPEN 聯盟的技術,在 OPEN 聯盟中已有一汽集團、北汽、長城、泛亞、華晨、恒潤、航盛以及中國信通院等十幾家中國成員。圖 6:車載以太網四大標準化組織資料來
32、源:AUTOINFO-中國汽車工業信息網,山西證券研究所車載以太網技術協議規范包括物理層、車載以太網技術協議規范包括物理層、UDP-NM、DOIP、SOME/IP、SD 五個模塊。五個模塊。由于上述四大聯盟或組織的共同發展與合作,進一步規范了車載以太網符合 OSI 模型的整體架構。車載以太網協議通常被行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1313認為是一個 5 層協議系統,包含應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層,每一層都具有不同的功能。同時,從圖中可以看出標記為“IT”則為傳統以太網技術協議規范,而標記
33、為“Automotive”則為車載以太網技術協議規范。由此可見,除了物理層、UDP-NM、DOIP、SOME/IP、SD 這五個模塊為車載以太網技術協議規范之外,其余均為傳統以太網技術。圖 7:傳統以太網與車載以太網的技術協議規范對比資料來源:智能汽車電子與軟件公告號引援巨世安防公眾號,山西證券研究所車載以太網主要涉及車載以太網主要涉及 OSI 的物理層和鏈路層。的物理層和鏈路層。車載以太網主要涉及 OSI 的 1、2 層技術,同時支持TSN/TTE、TCP/IP、DOIP、SOME/IP 等多種協議或應用形式。和傳統以太網相比,車載以太網對物理層進行了修改,引入了新的 100BASE-T1、
34、1000BASE-T1,分別為 IEEE 針對百兆、千兆車載以太網定義的標準。在以太網連接線束上,傳統的百兆、千兆以太網(100/1000BASE-TX)需要兩對雙絞線進行數據傳輸,而車載以太網一般采用帶 T1 的標準,100/1000BASE-T1 使用的是一對雙絞線進行全雙工的信息傳輸。100BASE-T1 降低了電磁干擾,布線重量,成本以及占地面積;1000BASE-T1 不僅能提高數據的傳輸速率,同時滿足汽車行業高可靠性、低電磁輻射、低功耗以及同步實時性等方面的要求。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲
35、明1414圖 8:常規以太網 vs 汽車以太網物理層技術資料來源:智能汽車電子與軟件公告號引援巨世安防公眾號,山西證券研究所2.2BroadR-Reach 技術可降低技術可降低 80%的連接成本的連接成本BroadR-Reach 技術具有高帶寬和低成本的優勢,可降低技術具有高帶寬和低成本的優勢,可降低 80%的連接成本。的連接成本。目前,主流車載以太網的技術標準是基于博通公司的 BroadR-Reach 技術,已被 IEEE 標準化,并命名為 100BASE-T1。BroadR-Reach技術由一對非屏蔽雙絞線(UTP)實現全雙工通信,并提供 100Mbit/s 及更高的寬帶性能,在鏈路的兩端
36、是BroadR-Reach 的 PHY 芯片,可以同時在兩個方向上發送和接收數據,從 PHY 芯片到 MAC 接口以上層級則是傳統的以太網結構(IEEE802.3)。BroadR-Reach 的典型應用包括高級駕駛輔助系統(ADAS)和車載信息娛樂(IVI)。相比 MOST 和 LVDS,BroadR-Reach 具有更高帶寬和更低成本的優勢,主要體現在布線中。OPEN ALLIANCE 官網顯示,博通和博世的一項聯合研究估計,與傳統總線相比,使用單根非屏蔽雙絞線(UTP)電纜以 100Mbps 的速率傳輸數據,不僅可以減輕 30%的線纜重量,還可降低 80%的連接成本,符合汽車要求的新型物理
37、層技術。全世界采用 BroadR-Reach 技術的主流汽車制造商的數量正在增長,未來車載以太網有望成為汽車的主流趨勢,具有廣泛的應用前景。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1515圖 9:BroadR-Reach 的 100Mbit/s 汽車以太網解決方案資料來源:OPEN ALLIANCE 官網,山西證券研究所多款自主品牌將搭載千兆車載以太網,有望成為下一代車載總線技術。多款自主品牌將搭載千兆車載以太網,有望成為下一代車載總線技術。2010 年,寶馬汽車和半導體供應商博通公司共同提出了汽車以太網技術。2
38、013 年在寶馬 X5 的 360 度全景泊車系統中應用以太網技術,寶馬汽車視其為下一代車載網絡的關鍵技術并投入大量資源進行研發。寶馬從 2015 年開始在其全系車型中部署車載以太網,將娛樂、安全和通信子系統進行整合,構建車載以太網系統;2015 年國內車企奇瑞汽車和博通簽訂了共同開發車載以太網應用的合作諒解備忘錄,上汽榮威 RX5 是國內第一個將車載以太網應用到環視系統中的車型。2016 年,車載以太網技術得到更多車廠的支持,捷豹、路虎和大眾帕薩特都在其某些車型集成了車載以太網技術。在造車新勢力中,車載以太網的應用也非常迅速,如蔚來汽車、理想汽車、小鵬汽車等。2022 年,小鵬 G9 在國內
39、首次實現千兆以太網為主干通信架構;2023 年,長安、比亞迪、廣汽、吉利等自主品牌將推出千兆以太網適用車型,長城將在下一代車型規劃中全部搭載車載以太網技術,根據中國汽車工程學會國汽戰略院的預計,到 2023 年,一批自主品牌將搭載千兆級車載以太網,應用規模將達到 50 萬輛以上。2.3 車載以太網物理層芯片市場規??焖僭鲩L,競爭格局高度集中車載以太網物理層芯片市場規??焖僭鲩L,競爭格局高度集中2.3.1 車載以太網物理層芯片市場規??焖僭鲩L,未來單車車載以太網物理層芯片市場規??焖僭鲩L,未來單車以太網以太網端口將超百個端口將超百個物理層芯片是以太網有線傳輸的基礎通信芯片之一,下游應用中汽車領域
40、占比最多。物理層芯片是以太網有線傳輸的基礎通信芯片之一,下游應用中汽車領域占比最多。以太網物理層芯行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1616片(PHY)工作于 OSI 網絡模型的最底層,用以實現不同設備之間的連接,廣泛應用于信息通訊、汽車電子、消費電子、監控設備、工業控制等眾多市場領域。華經產業研究院數據顯示,在 2021 年全球以太網物理層芯片下游應用領域中,汽車占比最多,達到 21%。以太網物理層芯片是一個復雜的數?;旌闲酒到y,系以太網網絡傳輸的物理接口收發器,定義了數據傳送與接收所需要的電與光信號、
41、線路狀態、時鐘基準、數據編碼和電路等,通過接口與 MAC 進行數據交換。傳統消費以太網中常見有 MAC 與 PHY 采用集成芯片的形式存在,而考慮到芯片面積及模擬/數字混合架構的原因,車載以太網中,嵌入式芯片廠商一般都將MAC 集成在 MCU 內部,PHY 則采用獨立芯片存在,由 OEM 或控制器供應商自己選擇。圖 10:以太網物理層芯片工作原理圖 11:車載以太網物理層芯片作為獨立芯片存在資料來源:裕太微-U 招股書,山西證券研究所資料來源:焉知汽車引援 Vehicle 攻城獅公眾號,山西證券研究所隨著數據量的爆發式增長隨著數據量的爆發式增長,國內車載以太網芯片物理層芯片市場規??焖僭鲩L國內
42、車載以太網芯片物理層芯片市場規??焖僭鲩L。根據 IDC 發布的 DataAge 2025報告預測,全球每年產生的數據將從 2018 年的 33ZB(十萬億億字節)增長到 2025 年的 175ZB,呈現爆發式增長,在傳輸和交換方面帶動了更大的市場需求。在汽車電子領域,近年來,隨著 ADAS 和車聯網的發展,汽車中攝像頭、激光雷達等傳感器數量不斷增加,停車輔助、車道偏離預警、夜視輔助等使用場景不斷豐富,車載數據量激增。據北匯信息估算,一輛自動駕駛汽車每小時產生的數據量將達到 4TB,傳統網絡已難以滿足汽車數據的傳輸需求。在此背景下,車載網絡轉向域控制和集中控制的趨勢越來越明顯,車內通信架構將逐漸
43、向以太網升級,汽車中以太網芯片需求量也將快速提升。根據中國汽車技術研究中心的數據統計,2021 年全球以太網物理層芯片的市場規模為 120 億元,預計 2025 年市場規模達到 300 億元,年均復合增速為 25%;2021 年中國大陸以太網物理層芯片市場交易規模達 38 億元,預計 2025 年中國大陸以太網物理層芯片市場規模有望突破 120 億元,年復合增長率為 30%以上。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1717圖 12:全球以太網物理層芯片市場規模(億元)及增速(%)圖 13:中國大陸以太網物理層
44、芯片市場規模(億元)及增速(%)資料來源:裕太微-U 8-1 回復意見引援中汽中心,山西證券研究所資料來源:裕太微-U 8-1 回復意見引援中汽中心,山西證券研究所兩個中央單元兩個中央單元+三個交換機組成一個三個交換機組成一個 ADAS 車載網絡。車載網絡。以 Aquantia 的汽車以太網 ADAS 的基本網絡拓撲結構為例,這是現有網絡和未來建議網絡的簡化版本,其中有兩個中央單元(GPU/CPU),它們通過一個由三個交換機組成的網絡,連接到所有的攝像機和傳感器。來自攝像頭和傳感器的數據被發送到控制汽車的中央單元,而另一個中央單元用作備份,在第一個單元發生故障時接管汽車的控制權。網絡根據系統的
45、配置,將攝像頭和傳感器的數據發送到中心單元中的一個或兩個,可以根據情況動態變化。除了駕駛輔助系統,網絡還需要配合其他領域和應用程序,如存儲、網關、遠程信息等,所有這些都需要車載網絡連接,并在苛刻的環境下穩定工作。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1818圖 14:車載以太網 ADAS 的基本網絡拓撲結構資料來源:Aquantia、羅姆半導體社區,山西證券研究所未來智能汽車單車以太網端口將超過百個,中國車載未來智能汽車單車以太網端口將超過百個,中國車載 PHY 芯片量超過芯片量超過 2.9 億片。億片。在物理
46、層芯片方面,每一個傳感器(包括攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等)側都需要部署一個 PHY 芯片以連接到 ADAS 域的交換機上,每個交換機節點也需要配置若干個 PHY 芯片,以輸入從傳感器端傳輸過來的數據,目前一輛車上的應用芯片量級在幾個到十幾個。根據以太網聯盟的預測,隨著汽車智能化應用需求推動的車聯網技術不斷發展,未來智能汽車單車以太網端口將超過 100 個,為車載以太網芯片帶來巨大的市場空間。近年來,中國的汽車年產銷量均在 2,500 萬輛以上,車載娛樂系統、導航系統等已逐步成為汽車的標配。根據中國汽車技術研究中心有限公司的預測,2021 年到 2025 年車載以太網 PHY 芯
47、片出貨量將呈十倍數量級的增長,2025 年中國車載以太網物理層芯片搭載量將超過 2.9 億片。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明1919圖 15:車載以太網技術發展歷程資料來源:Ethernet Alliance,裕太微-U 招股書,山西證券研究所2.3.2 以太網物理層芯片競爭格局高度集中,國產替代下自主品牌逐步發力以太網物理層芯片競爭格局高度集中,國產替代下自主品牌逐步發力以太網物理層芯片領域集中度較高。以太網物理層芯片領域集中度較高。全球擁有突出研發實力和規?;\營能力的以太網物理層芯片供應商主要集中
48、在境外,呈現高度集中的市場競爭格局。歐美和中國臺灣廠商經過多年發展,憑借資金、技術、客戶資源、品牌等方面的積累,形成了巨大的領先優勢。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據統計,在全球以太網物理芯片市場競爭中,博通、美滿電子、瑞昱、德州儀器、高通穩居前列,以太網物理層芯片供應商 CR5 的市場份額占比高達 91%。在中國大陸市場,以太網物理層芯片市場基本被境外國際巨頭所主導。2021 年全球以太網物理層芯片的市場規模達到 120 億元。圖 16:以太網物理層芯片市場份額(%)圖 17:車載以太網物理層芯片市場份額(%)資料來源:裕太微招股書引援中汽中心,山西證券資料來源:裕太微招股書引援中汽中
49、心,山西證券行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2020研究所研究所國產替代趨勢下,車載以太網物理層芯片自主品牌逐步發力。國產替代趨勢下,車載以太網物理層芯片自主品牌逐步發力。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據統計,全球車載以太網物理層芯片供應商主要由境外企業主導,美滿電子、博通、瑞昱、德州儀器和恩智浦五家企業幾乎占據了車載以太網物理層芯片全部市場份額,CR5 高達 99%。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據統計,2020 年全球車載以太網芯片市場規模為 46.6 億元。在芯片國產化的大趨勢下,自主品
50、牌逐步發力,不斷提升產品性能,其中裕太微-U 在車載以太網物理層芯片上取得突破,逐步打破了境外壟斷的局面。裕太微-U 自主研發的車載百兆以太網物理層芯片已通過 AEC-Q100 Grade 1 車規認證,并通過德國 C&S 實驗室的互聯互通兼容性測試,陸續進入德賽西威等國內知名汽車配套設施供應商進行測試并已實現銷售,車載千兆以太網物理層芯片正在研發過程中;在新能源汽車智能化的趨勢下,裕太微-U 的車載百兆以太網物理層芯片已進入廣汽、北汽、上汽、吉利、一汽紅旗等汽車行業知名客戶供應鏈。表 2:裕太微-U 車載百兆以太網物理層芯片與競品的指標對比項目項目裕太微裕太微-UYT8010恩智浦恩智浦TJ
51、A1100博通博通BCM89811指標說明指標說明與競品對比情況與競品對比情況AEC Q100Grade 1Grade 1Grade 1AEC Q100 等級與競品相當封裝形式QFN 36QFN 36QFN36在實現同樣功能的前提下,引腳數越少,對布版要求越低與競品相當封裝尺寸6x6 mm6x6 mm6x6 mm封裝尺寸小,可以縮小整體系統尺寸與競品相當MAC 接口MII/RMII/RGMIIMII/RMII/RGMIIMII/RMII/RGMII支持的接口類型,RGMII 可以減少直接連接的 GMII 引腳數與競品相當MAC 接口 IO2.5/3.3V2.5/3.3V2.5/3.3V接口支持
52、的電壓與競品相當人體模型靜電防護能力(ESD HBM)6kV2kV6kV可靠性指標,該指標越高,器件越不容易損壞優于或與競品相當人體模型靜電防護能力(網口)(ESD HBM MDI)8kV6kV未公開可靠性指標,該指標越高,器件越不容易損壞優于競品充電器件模型靜電防護能力(ESD CDM)1kV500V750V可靠性指標,該指標越高,器件越不容易損壞優于競品最大功耗220mW660mW200mW節能指標,該指標越低,性能越優異介于競品之間車載百兆連接距離(五類線)300 米未公開未公開連接距離越長,發送/接收的性能越優異-資料來源:裕太微-U 招股書,山西證券研究所裕太微裕太微-U 車載百兆芯
53、片車載百兆芯片 YT8010 主要技術參數與國際主流競品基本一致。主要技術參數與國際主流競品基本一致。以裕太微-U 車載百兆芯片YT8010 為例,這是公司百兆芯片的主流產品,收入占 2021 年公司車載百兆產品收入的 100%,該產品對標行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2121恩智浦和博通等境外巨頭,其中恩智浦的 TJA1100 和博通的 BCM89811 是車載市場上的主流百兆以太網物理層芯片產品,廣泛應用于汽車電子。在封裝形式、接口支持類型、接口支持電壓等技術參數上,公司產品與競品相當;在可靠性上,
54、公司產品通過強化的 ESD 保護電路設計為客戶提供卓越的 ESD 防護能力,與可比公司已公開的競品數據相比,公司 ESD 防護能力更為優異;在功耗水平上,公司產品介于競爭對手的參數之間??傮w而言,公司車載百兆以太網物理層芯片的主要技術參數與國際主流競品基本一致,在可靠性指標上更具優勢。2.3.3 為滿足數據高速傳輸需求,車載為滿足數據高速傳輸需求,車載 SerDes 芯片用量逐漸增長芯片用量逐漸增長車載車載 SerDes 芯片通常成對使用,用以滿足攝像頭數據高速傳輸需求。芯片通常成對使用,用以滿足攝像頭數據高速傳輸需求。SerDes 是一種主流的時分多路復用、點對點的串行通信技術,通常用于大通
55、量、低延時的數據傳輸場景,市場上主要以 IP 形式為芯片提供通信能力,被廣泛應用于服務器、汽車電子、通信等領域的高速互連。隨著近年來自動駕駛的普及,車載攝像頭的數量、分辨率都在快速增加,對攝像頭數據的高速、無延時和無損傳輸的訴求持續增長,SerDes技術被用作車載攝像頭數據傳輸的專用解決方案。車載 SerDes 以獨立的芯片形式存在,其特點是收發成對使用,采用私有協議,同時具備反向通道等特征。與物理層芯片相比,SERDES 主要應用于高帶寬、低成本、攝像頭和顯示屏之間的高速傳輸領域。圖 18:車載 SerDes 主要用于車載攝像頭到 ECU 的長距離傳輸等場景資料來源:力合資本公眾號,山西證券
56、研究所車載高速車載高速 SerDes 芯片主要用于攝像頭和顯示器間視頻信號的傳輸。芯片主要用于攝像頭和顯示器間視頻信號的傳輸。車載高速 SerDes 芯片主要適用于車載攝像頭到 ADAS 域控制器、或座艙域控制器到車載顯示屏幕的長距離、實時數據傳輸。目前車規 SerDes芯片具體可以應用到如 360 環視,基于視覺的自動駕駛,高清大屏的信息傳輸,多屏互聯互動等場景,對傳輸的實時性要求高,在攝像頭、顯示屏兩端的視頻圖像數據的單通道傳輸速率在 2-12Gbps 之間。隨著車行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明22
57、22內信息顯示方式和人機交互方式的革新,以及車載信息娛樂需求的不斷提升,座艙屏幕數量和分辨率均呈現快速增長,SerDes 芯片又被用于車機向座艙屏幕的大帶寬數據傳輸,以及域控制器之間的高速實時數據傳輸。圖 19:從攝像頭到顯示器,SerDes 芯片為各種路徑提供通信接口資料來源:羅姆半導體微信公眾號,山西證券研究所自動駕駛級別自動駕駛級別、攝像頭和顯示器分辨率越高攝像頭和顯示器分辨率越高,SerDes 芯片的用量越大芯片的用量越大、速率越高速率越高?;诮陙砦祦?ET7、極氪 001、理想 L9、集度 01、零跑 C01 等重磅新車平均搭載 10 顆以上攝像頭的趨勢來看,據蓋世汽車研究院預測
58、,伴隨 ADAS 的逐漸升級和加速滲透,疊加各個車企硬件冗余性高,預計至 2025 年平均單車攝像頭搭載量有望接近 10 顆,預計單車 SerDes 芯片用量約為 20 個。不僅攝像頭數量提升,車用攝像頭的像素也節節攀升,疊加車載 SoC 芯片發展帶來的算力提升,都將直接推動 SerDes 芯片速率和價值量的同步提升。從頭部企業產品路線可以看到,中高速車載 SerDes 產品的市場需求正在快速增長。經多方訪談調研,并綜合全球平均單車攝像頭、顯示屏搭載量的增速,以及高像素攝像頭、高分辨率顯示器的滲透率走勢等多項數據,蓋世汽車研究院經分析預測,至 2023 年全球車載 SerDes 芯片市場規模將
59、達到數十億美元,未來十年市場規模朝百億美元高速發展,其中中國市場發展潛力較大,有望占比四成。表 3:不同 ADAS 等級搭載攝像頭類型及數量ADAS 等級等級前視前視-普通普通前視前視-ADAS側視側視-ADAS環視環視-普通普通后視后視-普通普通后視后視-ADAS內置內置總計總計L011L1112L2/L2+114118L33241111L4/L53242112行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2323資料來源:蓋世汽車研究院,山西證券研究所2.3.4 車載車載 SerDes 芯片市場集中度高,本土供應商
60、逐漸嶄露頭角芯片市場集中度高,本土供應商逐漸嶄露頭角車載車載 SerDes 芯片領域集中度高芯片領域集中度高。在車載 SerDes 芯片領域,德州儀器、美信半導體幾乎壟斷了全球車載顯示 SerDes 與車載攝像頭 SerDes 市場。目前行業內可用的解決方案主要包括德州儀器的 FPD-Link、美信半導體的 GMSL、Inova Semiconductors 的 APIX、以及羅姆的 Clockless Link 等。同時,當前 SerDes 解決方案本質上都是專用的,想要實現組件之間的搭配使用,必須采用統一的芯片供應商的方案。為打破這一限制,寶馬集團聯合大陸集團、恩智浦等汽車、半導體領域巨頭
61、在 2019 年成立了 ASA 聯盟,旨在制定統一的標準,但頭部企業德州儀器、美信半導體未參與其中。此外,由多家半導體企業于 2018 年成立的 MIPI 聯盟專注于提供有關要求的輸入和協調,以確保 MIPI 滿足汽車行業的需求。其中,以色列芯片企業 Valens是首家推出符合 MIPIA-PHY 技術的公司,并與日本索尼半導體公司、中國舜宇光學展開合作,致力于將其應用于下一代圖像傳感器產品及相機模組中。表 4:目前車載 SerDes 芯片領域內可用的解決方案開發企業開發企業技術名稱技術名稱傳輸速度傳輸速度應用車企應用車企美信半導體(Maxim)GSML2-12Gbps美系車企,中國車企德州儀
62、器(TI)FPD-link2-6Gbps美系車企,中國車企Inova Semiconductor(德)APIX(Automotive Pixel link)12Gbps(第三代產品)寶馬全系列,捷豹、大眾和沃爾沃部分車型索尼半導體GVIF800 萬像素 45fps(約 8.63Gbps)豐田部分車型,雷克薩斯全系列羅姆半導體(Rohm)Clockless Link2.7Gbps-MIPI(移動產業處理器接口聯盟)A-PHY16Gbps 以上-ASA(車載 SerDes 聯盟)-2/4/8/12/16G 五個等級未來推出的 SerDes 方案,相比目前的汽車以太網方案,系統 BOM 成本和功率都
63、可實現 40-50%的下降慷智(AIM)AHDL(Automotive HighDefinition Link)6 Gbps(第二代產品)中國車企瑞發科HSMT(Automotive WiredHigh Speed MediaTransmission)單通道 2Gbps-12.8Gbps首先在國內車機上搭載資料來源:蓋世汽車研究院,山西證券研究所本土車載本土車載 SerDes 供應商逐漸嶄露頭角。供應商逐漸嶄露頭角。較工規芯片而言,車載 SerDes 芯片要求更加嚴苛,包括車載的電磁環境、工作溫度環境、PPM 等,且對于壽命、安全性、可靠性要求更高,高筑的技術壁壘下本土玩行業研究行業研究/行業
64、專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2424家屈指可數。不過我國本土車載 SerDes 供應商逐步攻克技術難關,近幾年逐漸開始嶄露頭角。其中,成立于 2017 年的慷智專注于車規級高速模擬混合信號 SERDES 芯片系列產品,其自主研發的車載實時視頻傳輸協議 AHDL 和車載數字音頻傳輸協議 AADL 擁有完整的知識產權??吨堑牡谝淮囈幖壭酒壳耙蚜慨a超百萬片,客戶包括長安、通用五菱、江淮、北汽、東風小康、奇瑞、上汽等,全新的第二代車載 SerDes 芯片系列最高可達 6Gbps,在 2023 年初已搭載客戶車型正式進入量產。今
65、年 4 月,瑞發科也正式發布了新一代車載 SerDes 芯片,單通道正向傳輸速率可支持從 2Gbps 到最高 12.8Gbps 速率,可支持最高達 1500 萬像素的攝像頭,以及 4K 60Hz 分辨率顯示屏。瑞發科的新一代車載 SerDes 系列產品計劃于下半年在多家國內頭部主機廠的多個主流車型量產上車。2.4 星形拓撲凸顯星形拓撲凸顯 TSN 交換芯片需求,車載以太網交換芯片規??焖僭鲩L交換芯片需求,車載以太網交換芯片規??焖僭鲩L2.4.1 星形拓撲結構下以太網節點增加,星形拓撲結構下以太網節點增加,TSN 交換芯片需求凸顯交換芯片需求凸顯TSN 是車載網絡下一代技術的重要演進方向之一。是
66、車載網絡下一代技術的重要演進方向之一。標準的以太網具有開放性好、互操作性好的技術優勢,但調度方式導致網絡性能往往不能滿足確定性和實時性的要求。近年來,時間敏感網絡(TSN)技術作為新一代以太網技術,因其符合標準的以太網架構,具有精準的流量調度能力,可以保證多種業務流量的共網高質量傳輸,兼具技術和成本優勢,得以在音視頻傳輸、工業、移動承載、車載網絡等多個領域成為下一代網絡承載技術的重要演進方向之一。TSN 是在非確定性的以太網中實現確定性的最小時間延時的協議族,是 IEEE 802.1 工作組中的 TSN 工作組開發的一套協議標準,定義了以太網數據傳輸的時間敏感機制。圖 20:TSN 消除了傳統
67、以太網由于多流并發導致的不確定性,對具有關鍵時間約束的應用尤為重要行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2525資料來源:厚勢汽車公眾號、IEEE802.1 官網、各公司官網、PLUGANDPLAY 公眾號,山西證券研究所TSN 技術是車載網絡通信實現高可靠性和低時延的網絡通信關鍵技術之一技術是車載網絡通信實現高可靠性和低時延的網絡通信關鍵技術之一。TSN 時間敏感網絡是數據鏈路層中主要發展的技術,為傳統以太網增加了確定性和可靠性,保證確定性信息在標準以太網的不同場景下的順利傳輸。目前 TSN 的發展已經可以滿
68、足汽車對可預測延遲和帶寬持續增長的需求,在車載通信領域,目前汽車控制系統非常復雜,例如剎車、引擎、懸掛等可能采用 CAN 總線,燈光、車門、遙控采用LIN 系統,安全氣囊、剎車、轉向等可以采用 FlexRay 總線,娛樂應用采用 MOST 系統等。所有前述系統都可以用支持低延時且具有實時傳輸機制的 TSN 進行統一管理,降低給汽車和專業的信息娛樂設備增加網絡功能的成本及復雜性。不過,由于 TSN 協議族龐大而復雜,在車載網絡通信領域,汽車行業缺少 TSN 技術應用的實踐經驗,因此相關技術設計應用、測試驗證等方法需要進一步探索。圖 21:車載以太網 OSI 模型中,TSN 標準主要在第二層的鏈路
69、層資料來源:Marvell、佐思汽車研究公眾號,山西證券研究所基于星形拓撲結構,車載以太網節點若超過兩個,則需要交換機連接各個模塊?;谛切瓮負浣Y構,車載以太網節點若超過兩個,則需要交換機連接各個模塊。對于汽車行業來說,由于 ECU 經常處于增加與刪減,而星型網絡拓撲結構可以很方便的通過增加交換機數量來擴展網絡,這對OEM 廠商具有很大的優勢。星型網絡拓撲結構是車載以太網常見拓撲結構之一,基于星形拓撲,當超過兩個節點時,則需要一個交換機連接在每個模塊的一端。當前多個節點的車載以太網的互聯互通需要 TSN 交換機,TSN 交換實現機制可以兼容目前標準的以太網,在現有商用以太網交換芯片多數邏輯保持
70、不變的情況下,只需增加時間同步和輸出接口整型邏輯即可實現 TSN 交換。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2626圖 22:以太網交換機降低了 ADAS 和信息娛樂域的攝像頭部署成本資料來源:OPEN ALLIANCE 官網,山西證券研究所交換芯片是交換機的核心部件,和物理層芯片在功能、位置、帶寬等方面有所不同。交換芯片是交換機的核心部件,和物理層芯片在功能、位置、帶寬等方面有所不同。以太網交換芯片是交換機的核心組成部分,通過物理層芯片與數據鏈路層(MAC)芯片配合或集成來實現更高層的網絡交換功能。以太網交
71、換芯片可以實現數據包的快速轉發和交換,實現網絡中數據的高效傳輸;可以對數據包進行過濾和分類,根據數據包的源地址、目的地址、協議類型等信息,實現數據流量的管理和控制。雖然交換芯片和物理層芯片在功能、位置、帶寬和價格等方面有所不同,但它們在網絡設備中都扮演著重要的角色,為通信網絡提供了重要的支持和保障。表 5:交換芯片和物理層芯片的區別交換芯片交換芯片物理層芯片物理層芯片功能通過在不同端口之間轉發數據包來實現網絡交換將數據從物理媒介(電纜等)轉換為數字信號或從數字信號轉換為物理媒介所需的電信號,用于實現物理層的通信位置通常被安裝在交換機或路由器的主板上通常被安裝在交換機或路由器的端口上帶寬因為需要
72、處理更多的數據包和更多的連接,通常有更高的帶寬和更多的端口只負責物理層的轉換,通常帶寬更低價格由于需要更多的處理能力和更高的性能,通常比物理層芯片更貴只是物理層的轉換器,通常價格較低資料來源:電子發燒友,山西證券研究所行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明27272.4.2 車載以太網交換芯片需求量快速增長,市場格局高度集中車載以太網交換芯片需求量快速增長,市場格局高度集中當以太網作為未來車載骨干網時,各域控制器通過交換機實現信息交互。當以太網作為未來車載骨干網時,各域控制器通過交換機實現信息交互。汽車網絡發展
73、的下一階段或將使用以太網作為車載骨干網,而子網將是由若干域控制器組成的車載網絡結構。在傳統的車載網絡架構中,車身控制域內部,各部件通過 CAN、LIN 溝通實現數據共享;而在娛樂子網中,娛樂域控制器與其子部件的通信將通過以太網實現。當基于域控制器的車載以太網架構作為骨干時,五個核心域控制器動力總成、底盤控制、車身、娛樂、ADAS 將被連接在一起,各個域控制器均通過車載以太網總線連接網關的交換機,用于實現各個域控制器之間的信息交互??紤]到自動駕駛對車載以太網的需求增長,未來 L3 級別以上的自動駕駛車輛將以車載以太網技術為主,車載以太網的滲透率將會不斷提升。圖 23:面向域控制器的混合車載網絡架
74、構資料來源:厚勢汽車公眾號,山西證券研究所車載以太網交換芯片市場規??焖僭鲩L車載以太網交換芯片市場規??焖僭鲩L。車載以太網交換機芯片也是智能駕駛和智能座艙的必用芯片。以 Aquantia 展望的未來車載網絡為例(圖 14),單車搭載以太網交換芯片數量為 3 個;從高端車型來看,以奔馳 S 級為例,單車搭載以太網交換芯片數量至少有 5 個。與車載以太網 PHY 芯片出貨量相對應,車載以太網交換芯片同樣呈高速增長態勢。根據中國汽車技術研究中心有限公司的數據,2021 年中國大陸以太網交換芯片市場規模為 107 億元,預計至 2025 年中國以太網交換芯片市場規模將達到 178 億元,年均復合增長率
75、保持在 13.5%左右;據 Mouser 統計,根據當前車載以太網交換芯片市場情況,假設車載交換芯片均采用 4 口(即單車需求量為 PHY 芯片的 1/4),預計國內車載以太網交換芯片市場規模將在 2025 年達到 137億元,2021-2025 年 CAGR 為 63.1%。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2828圖 24:中國大陸以太網交換芯片市場規模(億元)及增速(%)圖 25:中國車載以太網交換芯片市場規模(億元)及增速(%)資料來源:裕太微-U 8-1 回復意見引援中汽中心,山西證券研究所資料來
76、源:Mouser、共研網,山西證券研究所車載以太網交換機市場格局高度集中車載以太網交換機市場格局高度集中,為境外國際巨頭主導為境外國際巨頭主導。車載以太網交換機廠家可分為兩個梯隊,第一梯隊是美滿電子和博通,都有最高支持 802.3ch 的產品(2.5/5/10GBASE-T1)。博通略強、價格較高,但產品線較長;美滿價格略低,但比較聚焦汽車和企業網絡領域,因此汽車領域美滿的市場占有率更高。第二梯隊包括微芯、恩智浦和瑞昱,最高僅支持 802.3cg(10BASE-T1S)。恩智浦可提供整體解決方案,比較聚焦汽車領域,市場占有率較高;而瑞昱主打高性價比,大眾是其最大客戶。同以太網物理層芯片高度集中
77、的市場競爭格局類似,車載以太網交換機的市場基本上被這五家境外國際巨頭所主導。在國家集成電路自主可控戰略背景與支持下,國科天迅 TSN 事業部歷時 20 個月,成功流片國內首顆全國產化車規級 TSN交換芯片 TAS2010。TAS2010 作為通信核心主芯片,已成功搭載在一汽紅旗 E-QM5 電動車的中央控制器網關設備上,成功通過 100 萬公里實路實測試驗,成為國內首顆通過車規級應用需求和規格應用驗證的 TSN交換芯片。同時,TAS2010 已于 2023 年 4 月通過 AEC-Q100Grade2 可靠性檢測,于 5 月成功獲得道路車輛功能安全認證證書。2.5 預計預計 2025 年車載以
78、太網年車載以太網+SerDes 芯片芯片 ASP 約約 1250 元元預計到預計到 2025 年平均單車以太網年平均單車以太網+SERDES 芯片合計價值量芯片合計價值量(ASP)約為約為 1250 元元。單車價值量方面,假設到 2025 年,單車平均搭載 10 個攝像頭/顯示屏、10 個雷達和 3 個交換機,考慮到視頻傳輸所需速率要求更高,假設 10 個攝像頭/顯示屏均用高速 SERDES 芯片傳輸,車載雷達和域控之間采用不同速率的 PHY 和交換機連接,則單車以太網及SERDES芯片用量約為10對SERDES芯片+10個PHY+3個交換芯片。SERDES芯片方面,以 Ti 官網售價約$5
79、的一對 SERDES(DS90UB633A-Q1/DS90CR286A-Q1)為依據測算,則 SERDES行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明2929芯片單車價值量約為$50;PHY+交換芯片方面,以 NXP 官網顯示的單價$1.5 的百兆 PHY 芯片(TJA1101BHN/0Z)和單價$12 的 TSN 交換機(SJA1110AEL)為測算依據,單車 SERDES+PHY+交換芯片的價值量約為$101;若以Ti官網顯示的單價$5.0的千兆PHY(DP83TG720R-Q1)測算,單車SERDES+PHY+
80、交換芯片的價值量約為$136,兩種速率平均單車價值量約為$119;再加上單價$60 的網關芯片(NXP-S32G398AAAK1VUCT),則平均單車以太網+SERDES 芯片合計價值量約為$179(約 1250 元)。預計到 2030 年后,L4 級別的車型將搭載 100 顆以上以太網芯片,假定其中有 12 顆攝像頭(表 3)+4 個顯示屏、其余為千兆 PHY,加上 5 個 TSN 交換芯片和 2 個網關芯片,屆時單車以太網+SERDES 芯片價值量預計將達到$680(約 4760 元)。表 6:以太網+SERDES 芯片單車價值量測算(美元)年份年份20252030+芯片單車用量芯片單車用
81、量物理層接口(個)20100其中 SERDES 芯片(對)1016PHY 芯片(個)1084交換芯片(個)35網關芯片(個)12芯片單價芯片單價SERDES 芯片($)-1.8G-Ti(DS90UB633A-Q1/DS90CR286A-Q1)5物理層芯片($)-百兆-NXP(TJA1101BHN/0Z)1.5物理層芯片($)-千兆-Ti(DP83TG720R-Q1)5交換機($)-TSN-NXP(SJA1110AEL)12網關芯片($)-NXP(S32G398AAAK1VUCT)60ASP10SERDES+10PHY(百兆)+3 交換(TSN)10110SERDES+10PHY(千兆)+3 交
82、換(TSN)13616SERDES+84PHY(千兆)+5 交換(TSN)560平均119網關60120以太網+SERDES 芯片 ASP(美元)179680以太網+SERDES 芯片 ASP(人民幣)1,2504,760資料來源:德州儀器(Ti)、恩智浦(NXP)官網,山西證券研究所行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明30303.MIPI A-PHY:車載以太網、:車載以太網、CAN 協議之外的較好補充協議之外的較好補充3.1 車載車載 MIPIA-PHY 物理層協議能夠提升性能、降低成本物理層協議能夠提升
83、性能、降低成本MIPI 協議規范的應用領域由智能手機拓展至汽車工業。協議規范的應用領域由智能手機拓展至汽車工業。MIPI(移動行業處理器接口)是 MIPI 聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標準,MIPI 協議由 MIPI 聯盟制定,目前已深度融入了智能手機行業。隨著自動駕駛和智能汽車的發展,汽車上的攝像頭、顯示等功能逐漸增多,MIPI 協議在汽車上的應用也越來越多。其中,C-PHY 和 D-PHY 是 MIPI 接口中最主要的協議,已經在汽車領域中普遍存在,主要用于連接攝像頭和顯示器,包括應用處理器等。圖 26:MIPI 協議在多媒體的應用規范資料來源:MIPI Alliance 官網,山
84、西證券研究所MIPI A-PHY 專為滿足車載需求而設計專為滿足車載需求而設計,能夠減少布線能夠減少布線、成本和重量成本和重量。2020 年 9 月,MIPI 聯盟發布了MIPIA-PHY 的物理層協議,并在 2021 年 6 月被采納為 IEEE 標準。MIPI A-PHY 是第一個標準化的長距離串行器-解串器(SerDes)的物理層接口規范,專為滿足汽車行業的需求而設計,用于支持高級輔助駕駛、行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3131自動駕駛系統、車載信息娛樂顯示器和其他傳感器應用(如攝像頭、激光雷達、
85、雷達)。目前,汽車中的攝像頭、傳感器、顯示和 ADAS 域控制器等單元的鏈接往往是通過 MIPI C-PHY 或 D-PHY 等較短的物理層接口,并使用“橋接”解決方案連接到專有的長距離物理層。而 A-PHY 標準將消除對專有非對稱 PHY 和橋接器的需求,從而簡化車載通信網絡并降低成本、線束重量和開發時間。A-PHY 豐富并優化了現有網絡集成,是現有車載以太網、CAN、FlexRay 和其他接口應用之外較好的補充。圖 27:基于 MIPIA-PHY 的解決方案具有明顯的成本優勢資料來源:Valens 公眾號,山西證券研究所基于基于 MIPI A-PHY 的解決方案具有明顯的成本優勢的解決方案
86、具有明顯的成本優勢。Valens 成立于 2006 年,為影音和汽車行業提供連接解決方案,是第一家推出符合 A-PHY 協議芯片組的公司。Valens 的 MIPI A-PHY 芯片 VA7000 系列為汽車行業提供了高帶寬,目前可以實現 8Gbps 的傳輸速率,同時具備卓越的抗電磁干擾能力,并能幫助整車廠降低成本。根據汽車基準測試咨詢公司 A2MAC 的實驗證實,基于 MIPI A-PHY 的解決方案具有明顯的成本優勢汽車總系統成本降低 15%,線束成本減低 59%,連接器成本降低 74%。根據 A2MAC 的調查報告基于 UTP 的 MIPI A-PHY 技術顯示,對比傳統基于 GMSL
87、的解決方案,一輛應用 MIPI A-PHY 環視系統的保時捷純電動跑車 Taycan 能節省約 17-27 美元(差異在像素),顯著降低了成本。如果是一輛應用VA7000 的普通乘用車,預計將節省約 10-20 美元。此外,與內燃機車對比,使用 Valens 解決方案的電動車平均能減重 30-40%。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3232圖 28:MIPI A-PHY 生態系統持續發展,Valens 已與多家客戶達成合作資料來源:智車科技公眾號,山西證券研究所MIPI A-PHY 生態系統逐步完善生態系
88、統逐步完善,已有數十家客戶正在評估芯片方案已有數十家客戶正在評估芯片方案。隨著 MIPI A-PHY 生態系統逐步完善,越來越多的整車廠、Tier1、Tier2 已經開始評估 ValensA-PHY 芯片組在車載高速連接上的實踐,目前已有 30 多家客戶和合作伙伴正在對該芯片方案進行評估,其中,有 8 家是整車廠,有望在下一階段將 MIPIA-PHY 芯片集成到其 ADAS 平臺中。ValensA-PHY 芯片組在多款奔馳量產車型的表現十分亮眼,它大大優化了高速傳感器到ECU的連接。VA7000芯片組有望在2023年首次定點車廠項目并投入生產,預計將在2025年實現量產。此外,Valens 與
89、英特爾展開代工方面的合作,依托于 Valens 的 MIPI A-PHY 技術,為芯片代工廠開發符合 MIPI A-PHY 標準的汽車技術。3.2 MIPIA-PHY 精簡車載傳輸架構,精簡車載傳輸架構,MASS 方案實現降本增效方案實現降本增效MIPI A-PHY 是全球統一公開的標準,能夠實現車載傳輸更簡潔的架構。是全球統一公開的標準,能夠實現車載傳輸更簡潔的架構。目前,汽車行業正在從私有協議轉向開放標準,一些整車廠希望使用數字信號、開放標準替代之前使用的私有協議。傳統的車載 SerDes方案就屬于私有協議(比如最常見的 FPD Link、GMSL),主要的供應商德儀和美信占據了 95%以
90、上的市場份額,選擇性有限。而 MIPIA-PHY 作為車載高帶寬實時傳輸技術標準,同以太網標準一樣是全球統一公開的標準,并有著目前最高的 EMC 性能。作為一項新技術,其在超高帶寬上的規劃極具前瞻性,能實現車載傳輸更簡潔的架構,而且它還能與現有 MIPI CSI/DSI 接口無縫對接。另外,MIPI A-PHY 的應用可以讓傳輸行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3333前端和后端的芯片選擇不再那么局限,任何基于 MIPI A-PHY 標準的芯片都能實現互聯互通,大大降低整車廠的供應鏈風險。圖 29:A-PH
91、Y 的典型非對稱結構連接簡化了車載拓撲結構資料來源:MIPI Alliance 官網,山西證券研究所MASS 為供應商提供端對端的高效能連接解決方案為供應商提供端對端的高效能連接解決方案,實現降本增效實現降本增效。MIPI 聯盟在發布 A-PHY 的同時,也推出了 MIPI 車載 SerDes 解決方案(MASS)。針對日益增加的相機、傳感器和顯示器,MASS 將為汽車OEM 廠商及其供應商提供端對端的高效能連接解決方案,以支持 ADAS 和 IVI,以及最終的全自動駕駛車輛等汽車應用。在 A-PHY 出現之前,顯示器和攝像頭之間的長距離連接可以選擇 MIPI C-PHY/D-PHY 采用橋接
92、方式實現,未來 MIPI 希望將 A-PHY 接口集成到傳感器端和 SoC/ECU 端,從而減少橋接芯片的使用或消除橋接,實現端到端的連接。在系統層面,MIPI A-PHY 為智能汽車帶來了更精簡的車內 SerDes 鏈路設計,大幅減少了收發器的使用,降低了整體成本。MASS 方案將會進一步增強數據的安全性、實現更好的系統成本優勢,并提供更好的 EMI/EMC 性能和極低的丟包率等諸多優勢。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3434圖 30:車載 MASS 解決方案資料來源:MIPI Alliance 官網
93、,山西證券研究所4.逐步打破海外壟斷,車載以太網芯片的自主可控方興未艾逐步打破海外壟斷,車載以太網芯片的自主可控方興未艾當前車載以太網芯片市場皆被海外廠商占據,在芯片國產化的大趨勢下,自主品牌逐步發力,不斷提升產品性能。其中裕太微-U 在有線通訊物理層芯片的研發上取得一定突破,我國本土車載 SerDes 供應商逐步攻克技術難關,近幾年也逐漸開始嶄露頭角,逐步打破海外壟斷的局面。4.1 裕太微裕太微-U(688515.SH):境內稀缺以太網物理層芯片自主供應商:境內稀缺以太網物理層芯片自主供應商中國大陸少數以太網物理層芯片自主供應商中國大陸少數以太網物理層芯片自主供應商。裕太微-U 專注于高速有
94、線通信芯片的研發、設計和銷售,公司以以太網物理層芯片為切入,不斷推出系列芯片產品,是中國大陸極少數擁有自主知識產權并實現大規模銷售的以太網物理層芯片供應商。產品應用范圍涵蓋信息通訊、汽車電子、消費電子、監控設備、工業控制等眾多市場領域,目前已有商規級、工規級、車規級等不同性能等級,以及百兆、千兆、2.5G 等不同傳輸速率和不同端口數量的產品組合可供銷售,可滿足不同終端客戶各種場合的應用需求。車載以太網芯片是公司重點研發方向之一。車載以太網芯片是公司重點研發方向之一。公司自主研發的車載百兆以太網物理層芯片已通過行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務
95、必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3535AEC-Q100 Grade 1 車規認證,并通過德國 C&S 實驗室的互聯互通兼容性測試,陸續進入德賽西威等國內知名汽車配套設施供應商進行測試并已實現銷售。公司公告顯示車載千兆 PHY 將在年底推出樣片,車載TSN 交換芯片也在加緊研發;在網絡層,也將在車載領域做網關產品線的先行布局,同步研發中。公司車載以太網物理層芯片有望在新能源汽車智能化的趨勢下逐步得到大規模應用,特別是在國產新能源車逐步壯大的趨勢下,公司可借助本土化服務優勢、優異的產品性能、穩定的國產供應鏈快速提升新能源領域的產品收入。目前公司車載百兆 PHY 芯片已經出貨,并已在廣汽、北汽
96、、上汽、吉利、一汽紅旗等汽車行業知名客戶上車量產。圖 31:公司營業收入及同比增速(萬元,%)圖 32:公司歸母凈利潤及同比增速(萬元,%)資料來源:Wind,山西證券研究所資料來源:Wind,山西證券研究所公司核心產品市場開拓取得明顯成效,產品銷售逐年增長。公司核心產品市場開拓取得明顯成效,產品銷售逐年增長。伴隨公司核心技術的日趨成熟,逐步形成不同傳輸速率及不同端口數量的以太網物理層芯片產品種類以供銷售,產品競爭力持續提升且市場影響力不斷增強,市場滲透率不斷增加,推動營業收入實現了大幅增長。公司 2022年營業收入達到4.03億元/+58.6%,由于持續加大產品研發及技術投入,研發人員的人力
97、費用、新產品量產流片的費用同步增長,壓制了利潤,22 年公司歸母凈利潤為-40.85 萬元/+11.7%,虧損略有收窄。2023Q1 公司收入 0.53 億元-41.9%,歸母凈利潤-2693.2 萬元/-351%,主要受到下游市場需求周期變化影響,市場需求有所下降,一季度出貨量較上年同期降低,導致營業收入同比減少,同時公司持續加大產品研發及技術投入工規級和商規級產品收入快速增長,車規級產品有望成為收入增長第二曲線。工規級和商規級產品收入快速增長,車規級產品有望成為收入增長第二曲線。根據性能和下游應用,公 司以 太網 物理 層芯 片可 分為 工規 級、商規 級及 車規 級三 大類 別,2022
98、 年 收入 占比 分別 為62.0%/25.4%/1.06%。近年來以太網物理層芯片的國產替代需求明顯,公司作為境內為數不多可以供應多種等級和規格以太網物理層芯片的企業,穩定的產品性能和優質的服務迅速得到市場認可,工規級和商規級以太網物理層芯片產品實現大規模銷售,相關收入快速增長。公司車規級以太網物理層芯片產品已陸續進入德賽西威等國內知名汽車配套設施供應商進行測試并實現銷售,未來隨著新能源車市場的崛起,車規級行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3636以太網物理層芯片有望獲得更廣泛的應用并成為公司另一營業收入
99、增長點。2022 年公司工規級、商規級及車規級芯片產品的毛利率分別為 43.64%/39.17%/43.06%。圖 33:公司主營產品收入結構(%)圖 34:公司主營產品毛利率(%)資料來源:Wind,山西證券研究所資料來源:Wind,山西證券研究所風險提示:宏觀經濟和行業波動風險;市場競爭風險;技術持續創新能力不足、產品迭代風險;客戶、供應商集中度較高的風險。4.2 龍迅股份(龍迅股份(688486.SH):橋接:橋接/傳輸芯片境內領先的自主供應商傳輸芯片境內領先的自主供應商深耕高速混合信號芯片領域,構筑較強競爭壁壘。深耕高速混合信號芯片領域,構筑較強競爭壁壘。龍迅股份是一家專注于高速混合信
100、號芯片研發和銷售的集成電路設計企業。經過長期的技術創新積累,公司已開發一系列具有自主知識產權的高速混合信號芯片產品,產品分為高清視頻橋接及處理芯片和高速信號傳輸芯片,其中視頻橋接芯片是公司長期專注并已建立較強技術與市場優勢的產品線,公司產品廣泛應用于安防監控、視頻會議、車載顯示、顯示器及商顯、AR/VR、PC 及周邊、5G 及 AIoT 等多元化的終端場景。公司已開發超過 140 款的高速混合信號芯片產品,多款產品在性能、兼容性等方面具備了國際競爭力。公司已成功進入鴻??萍?、視源股份、億聯網絡、臉書、寶利通、思科、佳明等國內外知名企業供應鏈。同時,高通、英特爾、三星、安霸等世界領先的主芯片廠商
101、已將公司產品納入其部分主芯片應用的參考設計平臺中。公司產品在細分領域保持市占率領先地位,根據 CINNO Research 統計,2020 年,公司在全球高清視頻橋接芯片市場中銷售額居于第六位,在全球高速信號傳輸芯片市場中銷售額居于第八位,公司也是前述各市場中排名前二的中國大陸芯片設計企業。目前多款橋接產品用于車載顯示控制目前多款橋接產品用于車載顯示控制,車載車載 SerDes 項目目前進展順利項目目前進展順利。公司緊密圍繞行業未來發展趨勢進行布局,重點進行下一代 SERDES 技術研發、應用于車載系統的超高清視頻傳輸和顯示芯片研發、8K超高清視頻處理及顯示芯片、企業級 USB 及 PCIe
102、Hub/Switch 系列芯片的研發,以滿足未來各應用場景對信號傳輸速度、數據傳輸量的更高技術需要以及車載電子、AR/VR 等新興市場的旺盛需求,同時也契合顯行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3737示市場逐步向高分辨率、高刷新率發展的趨勢。在車載芯片方面,基于公司在視頻信號傳輸的技術基礎,針對目前高端汽車市場對于視頻長距離傳輸和超高清視頻顯示的需求,為車內超高清視頻傳輸及顯示提供完整的芯片解決方案,預計將隨著智能汽車的普及有廣闊的市場空間。公告顯示,在汽車電子領域,公司多款橋接產品進入量產,可用于車載顯示
103、控制,已有 6 顆芯片通過了車規級體系 AEC-Q100 認證,公司已拓展終端客戶包括寶馬、博世、長安、比亞迪、理想等;公司車載 SerDes 項目目前進展順利,計劃在 2023年二季度流片。圖 35:公司營業收入及同比增速(萬元,%)圖 36:公司歸母凈利潤及同比增速(萬元,%)資料來源:Wind,山西證券研究所資料來源:Wind,山西證券研究所公司營收主要來源于視頻橋接芯片形成的銷售收入。公司營收主要來源于視頻橋接芯片形成的銷售收入。近年來,公司緊跟行業發展前沿,不斷在產品類型以及細分應用領域充實產品布局、升級產品性能,高清視頻橋接及處理芯片產品銷量快速提升,收入及主營業務占比逐步提升。2
104、022 年以來,在半導體行業供需關系變化的情況下,行業發展面臨周期性波動,下游市場需求呈現出結構化特征,智能手機、PC 等消費電子產業鏈領域面臨去庫存壓力,汽車電子、5G等新興領域需求較強。2022 年公司實現營業收入 2.41 億元/+2.6%,行業影響公司營收增速放緩但保持增長;22 年歸母凈利潤 0.69 億元/-17.68%,主要受到多重因素影響 1)公司持續加大研發投入;2)產品調價和產品結構變化等因素影響,芯片產銷量均有下滑,毛利率呈現下降;3)宏觀經濟和半導體行業需求變化導致庫存同比增加,公司計提的存貨減值準備金額同步增長。公司產品市場競爭力較強,毛利率整體維持在較高水平。公司產
105、品市場競爭力較強,毛利率整體維持在較高水平。面對復雜的市場環境,公司積極加強新產品的推廣力度,不斷優化產品結構。公司高速混合信號芯片產品主要分為高清視頻橋接及處理芯片與高速信號傳輸芯片,2022 年收入占比分別為 88.52%和 10.79%;根據招股書數據,2021 年的高清視頻橋接芯片占比為 78.9%。公告顯示,公司產品在汽車電子領域的收入占比尚不足 10%。受益于產品技術難度高、公司產品性能優良、中國大陸同行業競爭對手較少等因素,公司產品市場競爭力較強,毛利率整體維持在較高水平。2022 年以來,在半導體行業供需關系變化的情況下,公司順應市場發展趨勢并積極應對,產品結構有行業研究行業研
106、究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3838所優化,橋接及處理芯片毛利率下降。2022 年公司高清視頻橋接及處理芯片和高速信號傳輸芯片的毛利率分別為 61.57%和 71.53%。圖 37:公司主營產品收入結構(%)圖 38:公司主營產品毛利率(%)資料來源:Wind,山西證券研究所資料來源:Wind,山西證券研究所風險提示:半導體行業周期性及政策變化波動風險、市場競爭加劇風險、技術迭代風險、供應商集中度高的風險、稅收優惠政策變動風險。5.投資建議:車載以太網芯片需求持續增長,自主可控方興未艾投資建議:車載以太網芯片需求持
107、續增長,自主可控方興未艾車載以太網傳輸速率高車載以太網傳輸速率高、成本低成本低,未來將逐步替代整車通信架構未來將逐步替代整車通信架構。在汽車電動化和自動駕駛的推動下,汽車信息傳輸量和對算力的需求持續增長,傳統分布式架構在可拓展性與通信性能方面難以滿足產品需求,域/跨域集中式架構逐漸成為智能駕駛汽車的主流。傳統車載網絡以 CAN 總線為主,LIN 總線為輔,多種總線技術(FlexRay、MOST、LVDS、車載以太網等)并存。隨著汽車智能化發展,車載以太網技術將率先應用于智能輔助駕駛和智能座艙,在未來實現對整車通信架構的逐步替代。車載以太網可以提供更高的數據傳輸能力,滿足汽車高可靠性、低電磁輻射
108、(EMI)/功耗/延時、線束輕量化等方面的要求。博通和博世的聯合研究顯示,與傳統總線相比,車載以太網的連接成本可降低 80%,電纜重量可降低 30%。車載以太網芯片需求量快速提升車載以太網芯片需求量快速提升、市場規模持續增長市場規模持續增長,到到 2025 年年 ASP 約為約為 1250 元元。車載以太網主要涉及 OSI 網絡架構的 1、2 層技術,即物理層和數據鏈路層。和傳統以太網相比,車載以太網主要對物理層進行修改,主流技術標準是基于博通公司的 BroadR-Reach,使用一對非屏蔽雙絞線進行全雙工信息傳輸。在車載以太網芯片方面,隨著車內傳感器數量的不斷增加,芯片需求量也快速提升。物理
109、層芯片物理層芯片通過物理層接口與 MAC 層進行數據交換,用于連接車內不同設備,目前單車用量在幾個到十幾個之間,根據中汽中心數據,預計 2025 年中國以太網物理層芯片搭載量將超過 2.9 億片,中國大陸的市場規模有望突破 120億元,近五年 CAGR 為 30%以上。與物理層芯片相比,SERDES 芯片芯片通常被稱為物理層器件,主要應用于行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明3939高帶寬、低成本、攝像頭和顯示屏之間的高速數據傳輸。據蓋世汽車預測,預計 2025 年平均單車攝像頭搭載量約 10 顆,對應 Se
110、rDes 芯片用量約為 20 個;未來十年全球車載 SerDes 芯片市場規模將朝百億美元高速發展,其中中國市場有望占比四成。鏈路層的鏈路層的 TSN 交換芯片交換芯片通過 PHY 與 MAC 的配合或集成來實現更高層的網絡交換功能,基于星形拓撲結構,若汽車以太網節點超過兩個則需要交換機連接各個節點,目前單車搭載量約為 3 個。據 Mouser 統計,預計到 2025 年,國內車載以太網交換芯片市場規模達到 137 億元,近五年 CAGR 為 63%。單車價值量單車價值量(ASP)方面方面,假設到 2025 年,單車平均搭載 10 個攝像頭/顯示屏、10 個雷達和 3 個交換機,對應單車以太網
111、及 SERDES 芯片用量約為 10 對 SERDES+10 個 PHY+3 個交換+1 個網關芯片,預計到 2025 年平均單車 SERDES+以太網芯片合計價值量約為$179(約 1250 元)。MIPI A-PHY 作為標準化作為標準化 SerDes 物理層接口規范,旨在實現車內物理層接口規范,旨在實現車內 SerDes 鏈路的降本增效。鏈路的降本增效。MIPI 接口協議規范由智能手機擴展至汽車,其中主要的協議 C-PHY 和 D-PHY 已在汽車領域中普遍存在。MIPI A-PHY是第一個標準化的長距離 SerDes 物理層接口規范,豐富并優化了現有車載網絡的集成。根據 A2MAC 的
112、實驗證實,基于 MIPI A-PHY 的解決方案能夠讓汽車總系統成本降低 15%,線束成本減低 59%,連接器成本降低 74%。MIPI A-PHY 生態系統逐步完善,已有數十家客戶正在評估芯片方案的車載實踐。MIPI 聯盟在發布 A-PHY 的同時,也推出了 MIPI 車載 SerDes 解決方案(MASS),以支持 ADAS 和 IVI 的高效連接。MIPIA-PHY 實現車內 SerDes 鏈路精簡化,大幅減少了收發器的使用,降低了智能汽車整體成本。車載以太網芯片市場由境外企業主導,自主品牌逐步發力打破壟斷局面。車載以太網芯片市場由境外企業主導,自主品牌逐步發力打破壟斷局面。市場競爭格局
113、方面,全球車載以太網物理層芯片、交換機(美滿/博通/瑞昱)、SerDes 芯片(德儀/美信)市場皆由境外企業主導,競爭格局高度集中,在芯片國產化的大趨勢下,自主品牌開始發力,不斷提升產品性能,逐步打破境外壟斷的局面。建議持續關注以太網物理層芯片境內稀缺自主供應商裕太微裕太微-U,以及視頻橋接/高速傳輸芯片境內領先的自主供應商龍迅股份龍迅股份。由于裕太微-U 在 2022 年尚未實現盈利,故采用 PS 估值法進行比較。表 7:建議關注公司估值比較(裕太微-U 為萬得一致預期,龍迅為山證預測)營業總收入(億元)營業總收入(億元)PS市值(億元)22A2023E2024E2025E2023E2024
114、E2025E688515.SH裕太微-U137.334.036.268.8311.9421.9315.5511.50688486.SH龍迅股份76.222.413.425.268.0322.3114.499.49資料來源:Wind,山西證券研究所(收盤價截至 2023/06/30)行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明40406.風險提示風險提示6.1 行業風險行業風險1、汽車智能化發展汽車智能化發展/車載以太網滲透不及預期的風險。車載以太網滲透不及預期的風險。新能源汽車、智能座艙、車聯網、智能駕駛等是整個汽車
115、行業的發展趨勢,但仍存在行業整體商業化進度不及預期的風險。智能汽車的安全問題、法律和政策問題仍有待建立完善,以保障消費者權益和公共安全。相較傳統成熟的 CAN/LIN 通訊技術,當前技術標準的完整體系構建、配套產業供應鏈的形成是車載以太網推廣普及重要的挑戰。此外,隨著汽車以太網的引入,全新的汽車網絡拓撲架構和更加豐富的應用場景也將給汽車帶來新的信息安全考驗。2、半導體行業周期性及政策變化波動風險、半導體行業周期性及政策變化波動風險半導體產業在歷史發展過程中呈現了較強的周期性特征,與宏觀經濟及下游應用市場需求波動有較大關聯,同時國家政策對行業的發展亦有較大影響。2022 年以來,受世界經濟呈現衰
116、退態勢、消費電子周期需求下行及國際局勢緊張等多重影響,半導體行業進入新一輪下行周期。如果未來集成電路設計行業的產業政策發生重大不利變化,或在半導體行業下行周期出現持續時間較長、波動較大的情況,則可能將對相關公司的經營造成不利影響。3、市場競爭風險市場競爭風險全球擁有突出研發實力和規?;\營能力的以太網芯片供應商主要集中在境外。與行業龍頭相比,中國大陸企業在市場份額、產品布局、經營規模、盈利能力等方面均存在明顯差距。此外,由于客戶在選擇以太網芯片供應商時對行業龍頭存在一定程度的慣性和粘性,不會輕易更換芯片供應商,而中國大陸企業成立時間尚短,導致相關產品在進行市場推廣時處于劣勢,存在被成熟廠商利用
117、其先發優勢擠壓市場份額的風險。同時,隨著中國半導體產業整體設計能力的進步,本土芯片設計公司在相關細分產品市場的競爭也會日趨激烈。6.2 技術風險技術風險1、技術持續創新能力不足的風險技術持續創新能力不足的風險隨著市場競爭的加劇以及終端客戶對產品個性化需求的不斷提高,集成電路設計行業中新技術、新產品不斷涌現。相關公司需要根據技術發展趨勢和終端客戶需求不斷升級更新現有產品并研發新技術和新產品,從而通過持續的研發投入和技術創新,保持技術先進性和產品競爭力。如果未來相關公司技術迭代創新和產品升級換代未達到預期,難以滿足市場需求的最新變化,可能會使得其在市場競爭中處于行業研究行業研究/行業專題報告行業專
118、題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明4141不利地位,逐漸喪失市場競爭力,對未來業務發展造成不利影響。此外,由于新技術與產品的研發與產業化具有一定的不確定性,如果相關公司的研發創新方向與行業發展趨勢出現較大偏離,或相關研發成果短期內無法產業化,則將面臨研發失敗的風險,將對公司經營業績產生不利影響。2、關鍵技術人才流失及核心技術泄露的風險、關鍵技術人才流失及核心技術泄露的風險隨著集成電路設計行業的持續發展,對集成電路關鍵技術人才的競爭將不斷加劇。未來,如果相關公司核心技術人員突然離職,可能對其產品研發進度、研發能力產生不利影響。此外,如未來因研發
119、人員流失、關鍵信息泄露、核心技術保管不善等因素,導致相關公司的核心技術泄密,將對公司業務造成不利影響。6.3 經營及財務風險經營及財務風險1、客戶客戶/供應商集中度較高的風險。供應商集中度較高的風險??蛻舴矫?,相關公司前五大客戶的銷售收入占營業收入的比例較高,客戶集中度較高。如果未來公司主要客戶的經營、采購戰略產生較大變化,或由于公司產品質量等自身原因流失主要客戶,或目前主要客戶的經營情況和資信狀況發生重大不利變化,將對公司經營產生不利影響。供應商方面,由于集成電路行業的特殊性,Fabless 模式下的供應商晶圓廠和封測廠均屬于重資產企業,且市場集中度很高。行業內,單一的集成電路設計公司出于工
120、藝穩定性和批量采購成本優勢等方面的考慮,往往僅選擇個別供應商進行合作,因此相關公司的供應商呈現較為集中狀態。未來若相關公司合作的主要供應商因貿易摩擦、排期緊張或者關系惡化等各種原因不能如期、足量供貨,從而對公司生產經營造成不利影響。2、稅收優惠政策變動風險、稅收優惠政策變動風險相關公司作為高新技術企業及國家鼓勵的重點集成電路設計企業,享受 10%-15%的企業所得稅優惠稅率。若國家相關稅收優惠政策發生變化,或者相關公司未能持續獲得高新技術企業及國家鼓勵的重點集成電路設計企業認定,則可能面臨因稅收優惠減少或取消而導致盈利能力下降的風險。行業研究行業研究/行業專題報告行業專題報告請務必閱讀最后一頁
121、股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明4242分析師承諾:分析師承諾:本人已在中國證券業協會登記為證券分析師,本人承諾,以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告。本人對證券研究報告的內容和觀點負責,保證信息來源合法合規,研究方法專業審慎,分析結論具有合理依據。本報告清晰準確地反映本人的研究觀點。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點直接或間接受到任何形式的補償。本人承諾不利用自己的身份、地位或執業過程中所掌握的信息為自己或他人謀取私利。投資評級的說明:投資評級的說明:以報告發布日后的 6-12 個月內公司股價(或行業指數)相對同期基準指數的漲跌幅為基準
122、。其中:A 股以滬深 300 指數為基準;新三板以三板成指或三板做市指數為基準;港股以恒生指數為基準;美股以納斯達克綜合指數或標普 500 指數為基準。無評級:因無法獲取必要的資料,或者公司面臨無法預見的結果的重大不確定事件,或者其他原因,致使無法給出明確的投資評級。(新股覆蓋、新三板覆蓋報告及轉債報告默認無評級)評級體系:評級體系:公司評級買入:預計漲幅領先相對基準指數 15%以上;增持:預計漲幅領先相對基準指數介于 5%-15%之間;中性:預計漲幅領先相對基準指數介于-5%-5%之間;減持:預計漲幅落后相對基準指數介于-5%-15%之間;賣出:預計漲幅落后相對基準指數-15%以上。行業評級
123、領先大市:預計漲幅超越相對基準指數 10%以上;同步大市:預計漲幅相對基準指數介于-10%-10%之間;落后大市:預計漲幅落后相對基準指數-10%以上。風險評級A:預計波動率小于等于相對基準指數;B:預計波動率大于相對基準指數。行業研究/行業專題報告行業研究/行業專題報告請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明請務必閱讀最后一頁股票評級說明和免責聲明4343免責聲明:免責聲明:山西證券股份有限公司(以下簡稱“公司”)具備證券投資咨詢業務資格。本報告是基于公司認為可靠的已公開信息,但公司不保證該等信息的準確性和完整性。入市有風險,投資需謹慎。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任
124、何人的投資建議。在任何情況下,公司不對任何人因使用本報告中的任何內容引致的損失負任何責任。本報告所載的資料、意見及推測僅反映發布當日的判斷。在不同時期,公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。公司或其關聯機構在法律許可的情況下可能持有或交易本報告中提到的上市公司發行的證券或投資標的,還可能為或爭取為這些公司提供投資銀行或財務顧問服務??蛻魬斂紤]到公司可能存在可能影響本報告客觀性的利益沖突。公司在知曉范圍內履行披露義務。本報告版權歸公司所有。公司對本報告保留一切權利。未經公司事先書面授權,本報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品,或再次分發給任何其他人,或
125、以任何侵犯公司版權的其他方式使用。否則,公司將保留隨時追究其法律責任的權利。依據發布證券研究報告執業規范規定特此聲明,禁止公司員工將公司證券研究報告私自提供給未經公司授權的任何媒體或機構;禁止任何媒體或機構未經授權私自刊載或轉發公司證券研究報告??d或轉發公司證券研究報告的授權必須通過簽署協議約定,且明確由被授權機構承擔相關刊載或者轉發責任。依據發布證券研究報告執業規范規定特此提示公司證券研究業務客戶不得將公司證券研究報告轉發給他人,提示公司證券研究業務客戶及公眾投資者慎重使用公眾媒體刊載的證券研究報告。依據證券期貨經營機構及其工作人員廉潔從業規定和證券經營機構及其工作人員廉潔從業實施細則規定特此告知公司證券研究業務客戶遵守廉潔從業規定。山西證券研究所:山西證券研究所:上海上海深圳深圳上海市浦東新區濱江大道 5159 號陸家嘴濱江中心 N5 座 3 樓廣東省深圳市福田區林創路新一代產業園 5 棟 17 層太原太原北京北京太原市府西街 69 號國貿中心 A 座 28 層電話:0351-8686981http:/北京市西城區平安里西大街 28 號中海國際中心七層電話:010-83496336