车载以太网物理层芯片市场规模快速增长,竞争格局高度集中。
1. 车载以太网物理层芯片市场规模快速增长,未来单车以太网端口将超百个
物理层芯片是以太网有线传输的基础通信芯片之一,下游应用中汽车领域占比最多。以太网物理层芯片(PHY)工作于 OSI 网络模型的最底层,用以实现不同设备之间的连接,广泛应用于信息通讯、汽车电子、消费电子、监控设备、工业控制等众多市场领域。华经产业研究院数据显示,在2021 年全球以太网物理层芯片下游应用领域中,汽车占比最多,达到 21%。以太网物理层芯片是一个复杂的数模混合芯片系统,系以太网网络传输的物理接口收发器,定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等,通过接口与 MAC 进行数据交换。传统消费以太网中常见有MAC 与PHY采用集成芯片的形式存在,而考虑到芯片面积及模拟/数字混合架构的原因,车载以太网中,嵌入式芯片厂商一般都将MAC 集成在 MCU 内部,PHY 则采用独立芯片存在,由 OEM 或控制器供应商自己选择。
随着数据量的爆发式增长,国内车载以太网芯片物理层芯片市场规模快速增长。根据IDC发布的《DataAge 2025》报告预测,全球每年产生的数据将从 2018 年的 33ZB(十万亿亿字节)增长到2025 年的175ZB,呈现爆发式增长,在传输和交换方面带动了更大的市场需求。在汽车电子领域,近年来,随着ADAS和车联网的发展,汽车中摄像头、激光雷达等传感器数量不断增加,停车辅助、车道偏离预警、夜视辅助等使用场景不断丰富,车载数据量激增。据北汇信息估算,一辆自动驾驶汽车每小时产生的数据量将达到4TB,传统网络已难以满足汽车数据的传输需求。在此背景下,车载网络转向域控制和集中控制的趋势越来越明显,车内通信架构将逐渐向以太网升级,汽车中以太网芯片需求量也将快速提升。根据中国汽车技术研究中心的数据统计,2021 年全球以太网物理层芯片的市场规模为 120 亿元,预计2025 年市场规模达到300亿元,年均复合增速为 25%;2021 年中国大陆以太网物理层芯片市场交易规模达38 亿元,预计2025年中国大陆以太网物理层芯片市场规模有望突破 120 亿元,年复合增长率为 30%以上。

两个中央单元+三个交换机组成一个 ADAS 车载网络。以 Aquantia 的汽车以太网ADAS 的基本网络拓扑结构为例,这是现有网络和未来建议网络的简化版本,其中有两个中央单元(GPU/CPU),它们通过一个由三个交换机组成的网络,连接到所有的摄像机和传感器。来自摄像头和传感器的数据被发送到控制汽车的中央单元,而另一个中央单元用作备份,在第一个单元发生故障时接管汽车的控制权。网络根据系统的配置,将摄像头和传感器的数据发送到中心单元中的一个或两个,可以根据情况动态变化。除了驾驶辅助系统,网络还需要配合其他领域和应用程序,如存储、网关、远程信息等,所有这些都需要车载网络连接,并在苛刻的环境下稳定工作。
未来智能汽车单车以太网端口将超过百个,中国车载 PHY 芯片量超过2.9 亿片。在物理层芯片方面,每一个传感器(包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等)侧都需要部署一个PHY芯片以连接到 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,目前一辆车上的应用芯片量级在几个到十几个。根据以太网联盟的预测,随着汽车智能化应用需求推动的车联网技术不断发展,未来智能汽车单车以太网端口将超过 100 个,为车载以太网芯片带来巨大的市场空间。近年来,中国的汽车年产销量均在 2,500 万辆以上,车载娱乐系统、导航系统等已逐步成为汽车的标配。根据中国汽车技术研究中心有限公司的预测,2021 年到 2025 年车载以太网PHY 芯片出货量将呈十倍数量级的增长,2025 年中国车载以太网物理层芯片搭载量将超过 2.9 亿片。
2. 以太网物理层芯片竞争格局高度集中,国产替代下自主品牌逐步发力
以太网物理层芯片领域集中度较高。全球拥有突出研发实力和规模化运营能力的以太网物理层芯片供应商主要集中在境外,呈现高度集中的市场竞争格局。欧美和中国台湾厂商经过多年发展,凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的积累,形成了巨大的领先优势。根据中国汽车技术研究中心有限公司的数据统计,在全球以太网物理芯片市场竞争中,博通、美满电子、瑞昱、德州仪器、高通稳居前列,以太网物理层芯片供应商 CR5 的市场份额占比高达 91%。在中国大陆市场,以太网物理层芯片市场基本被境外国际巨头所主导。2021 年全球以太网物理层芯片的市场规模达到 120 亿元。
国产替代趋势下,车载以太网物理层芯片自主品牌逐步发力。根据中国汽车技术研究中心有限公司的数据统计,全球车载以太网物理层芯片供应商主要由境外企业主导,美满电子、博通、瑞昱、德州仪器和恩智浦五家企业几乎占据了车载以太网物理层芯片全部市场份额,CR5 高达99%。根据中国汽车技术研究中心有限公司的数据统计,2020 年全球车载以太网芯片市场规模为 46.6 亿元。在芯片国产化的大趋势下,自主品牌逐步发力,不断提升产品性能,其中裕太微-U 在车载以太网物理层芯片上取得突破,逐步打破了境外垄断的局面。裕太微-U 自主研发的车载百兆以太网物理层芯片已通过 AEC-Q100 Grade 1 车规认证,并通过德国 C&S 实验室的互联互通兼容性测试,陆续进入德赛西威等国内知名汽车配套设施供应商进行测试并已实现销售,车载千兆以太网物理层芯片正在研发过程中;在新能源汽车智能化的趋势下,裕太微-U的车载百兆以太网物理层芯片已进入广汽、北汽、上汽、吉利、一汽红旗等汽车行业知名客户供应链。
裕太微-U 车载百兆芯片 YT8010 主要技术参数与国际主流竞品基本一致。以裕太微-U车载百兆芯片YT8010 为例,这是公司百兆芯片的主流产品,收入占 2021 年公司车载百兆产品收入的100%,该产品对标恩智浦和博通等境外巨头,其中恩智浦的 TJA1100 和博通的 BCM89811 是车载市场上的主流百兆以太网物理层芯片产品,广泛应用于汽车电子。在封装形式、接口支持类型、接口支持电压等技术参数上,公司产品与竞品相当;在可靠性上,公司产品通过强化的 ESD 保护电路设计为客户提供卓越的ESD防护能力,与可比公司已公开的竞品数据相比,公司 ESD 防护能力更为优异;在功耗水平上,公司产品介于竞争对手的参数之间。总体而言,公司车载百兆以太网物理层芯片的主要技术参数与国际主流竞品基本一致,在可靠性指标上更具优势。