首传微电子:智能汽车车载网络(IVN)的发展趋势

10月30-31日,2024汽车技术与装备发展论坛在苏州召开,政府领导,院士专家,装备、汽车及产业链企业高层齐聚,围绕“共筑汽车产业新质生产力”年度主题,聚焦新技术、新装备、新生态展开深入研讨,探索装备制造与汽车产业的融合发展路径。论坛由1场闭门会、1场开幕大会、2场特色活动和4场分论坛构成,搭建起国内首个聚焦“汽车技术与装备发展”领域的高端对接平台。其中,在2024汽车技术与装备发展论坛之IVISTA智能网联汽车论坛上,首传微电子(常州)有限公司董事长任刚发表了演讲。以下内容为现场发言实录:

大家好,今天和大家探讨车载网络发展趋势。

车载通信大家都比较熟知,从模块化、集成化到集中化,到域的发展。现在已经到域整个架构的变化,慢慢走向中央处理器架构。车载通信就需要超高速、长距离、低延时、可靠性、低成本,因为未来预期车的传输速率是4TB每小时,我们也常常讲车是移动数据中心,移动数据中心意味着传输数据量非常之巨大。

简单来讲从域的架构,我们可以简单来看一下,自动驾驶跟智能座舱两个域的数据量最大。比如说底盘、动力、车身、控制系统数据量比较小,但是这些窄带的数据量需要多节点来控制。

传统意义上来讲A-PHY/SerDes都是单点接入,不是多节点,意味着你要拉很多条线这是一个方面。

再就是我们常常讲软件定义汽车,还有面向服务架构,这都 需要以太网的管理,所以在首传微有两条产品线,一个是高速传出的SerDes,第二条线就是车载以太网多节点。

简单来看一下车的架构,,目前来讲车的架构主要是左边这张图就是域的架构,从大的数据量传输来看,我这边也标注了一下,我们讲的是从Ser到处理器是一个很宽的数据流,反向数据流比较小,所以我们把它叫非对称。

在2019年底—2022年9月由A-PHY和IEEE两家共推的国际标准落地叫MIPI  A-PHY,也是全球首个国际标准。首传微作为国内首家A-PHY芯片公司,现在已经全面量产。

另一个我们讲的车载以太网10BASET1S,T1S非常重要,因为他是多节点。从应用上来看,图里面的蓝色部分是可以多节点接入不需要交换机,8个设备或者是16设备,未来可能40个设备由10BASET1接入之后再接入交换机。

我们说在N年内域内的高速传输只有SerDes可用,没有以太网,这一点非常重要。在未来整个非对称车载,如果大量的SerDer进入市场之后,就意味着怎么能接进网络里。

我在底下写了一句话,国际标准A-PHY已经完成以太网的适配,海量流入市场的产品之后,以太网是无缝接入的,这一点在私有协议是很难达到的,因为私有协议存在着兼容适配跟功能安全。

再往下一步走,那就变成了第二张图整个网络会慢慢走向以太网管理,以太网管理大家看这个图,从边缘上来讲四个节点是交换机接入,简单到大的数据流是往中央处理器走,但是中央处理器没有这么大的数据流返回来,这点要强调对称跟非对称的差距,因为涉及大的数据流会造成20%-30%芯片的尺寸变化,这是其一。

第二还有工况的变化。

所以从国际变化上来讲,IEEE已经在转型由车载以太网、对称架构转到非对称架构,那也意味着整个SerDes公司首当其冲是一个很好的机会进入到整个的网络里面,所以我也写了从A-PHY到交换机,因为A-PHY要集成到交换机里,也就是说未来能够做交换机的公司,一定是有A-PHY的能力。

简单讲一下芯片的架构,从市场上来看能够做车载SerDes的公司只有两家,但这两家都是私有协议,这就意味着如果中国公司做到突围有几个选择,国际标准和国家标准。

首传微作为国内首家A-PHY芯片国际标准,我们所做的架构跟他们也比较接近,也是国内来讲少数几家能够做到这个架构的。

简单来讲一下,一个是偏模拟架构,另外一个偏数控架构。这两个架构差异在哪儿?功耗相差N倍。

从模拟设计来讲要求比较高,我简单也列了一下,包括均衡DSE,车是系统级的,它涉及EMC、EMI稳定性,所以从设计研发来讲一定是高水平的人才能够做到。

从严格性来讲,A-PHY已经到了10的负19次方PR,所以性能要求非常高。另外从SOB、SOD整个认证来讲是标准里的一个硬性要求。

从车载量来讲,我们知道现在纯视觉,到未来走到传感器融合,意味着雷达等也要慢慢接入到整个网络里面,雷达有两样,一样是同步异构问题,另外是功耗问题。

在数据量慢慢放开之后,包括我们讲的眼睛,雷达就是耳朵,都将融入中央处理器。

从海量的数据来看,未来增长可能到50亿-100亿美金,我讲的只是SerDes没有包含车载以太网。

从新闻赛道上来讲,大家比较了解英伟达的算力,包括MCU、功率BOM半导体,但我想说的是现在供需是一个非常好的赛道。

我们都知道,从AI时代有两样比较关注,一个是算力,一个是能源,我们能源会讲到核聚变。但大家细想一下在能源跟算力之间还需要什么?我想说的是高速传输。在整个赛道当中我们知道英伟达是最赚钱的,但实际上跟着英伟达赚钱的是谁?博通市值已经接近万亿美金。在短短的AI时代大概翻了3倍的增长。

简单介绍一下首传微,首传微产品是只做国际标准跟国家标准,那我们先提供的产品是MPI  A-PHY是国内首家,我们2022年已经完成A-PHY 的全功能芯片,进入2024年已经全面量产包括定点车型,标准上来讲MPI  A-PHY,另外是车载以太网,多节点接入。

右边(如图)是MPI联盟已经给首传发布的信息,我们已经在国际联盟里了。

公司稍微介绍一下,刚才讲了一点,整个在车载自动驾驶当中,我们如果没有国际标准是什么情况?换句话说,如果没有私有协议会是什么样。

简单而言,如果没有自动驾驶,没有智能座舱,所以从我们国家来讲车载SerDes必经之路的芯片,是一个很好的赛道。再加上车载以太网刚才讲多节点,团队来讲我们是个整件制的全球顶配团队,整个核心团队研发经验有20年,不是10年-15年。

SerDes现在全球稀缺不只是中国缺。

从路径上来讲刚才讲了MPIA-PHY,再加上车载以太网两样都是国际标准,产品技术我跟大家刚才也汇报过,已经进入到量产阶段。

从国内需求而言,现在车的可靠性,车控相的需求,是因为车的价格竞争力非常高,言外之意,要求芯片厂商提供的性价比,包括功耗,包括成本,要具备足够的竞争力,现在目前来讲还是海外大厂,国内几乎是空的,在这个赛道里,那设备厂商需要做超高速、低功耗。

刚才讲架构,数通架构跟模拟架构相差N倍,功耗差N倍,意味着产品会差N倍。以太网厂商需要做什么?传统的以太网厂商我们讲传统意义的连接是4根线,车载为了减重变成一根线,简单讲,就是说如果你达到4根线平均每条线是250兆,车载1根线要完成250兆。

大家可以看到左边是国际主流两家芯片参数的对比,我们的参数的抖动能达到国际主流的1/2,也就是说,这个数值越低性能越好。另外功耗我们现在几乎做到1.1W,也就是说大家可以记一个参数我们两个对片,其中一个对片是0.1W,另一个对片0.5瓦-0.6之间,其他的功耗,其他的竞争芯片已经达到几瓦的一个参数。

首传微我们踏踏实实先把整个车载的前期,中低速到中高速,我想讲的是未来的发展超高速传输是必经之路,也是整个AI时代所需要的产品。

我就汇报这么多。谢谢。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

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