从发展阶段来看，车载以太网的运用经历了从最初的车载诊断系统和ECU软件刷新，到整合子系统支持智能座舱和赞助驾驶的运用，再到将来的主干网络整合各个掌握系统，形成跨域的汽车网络。这一过程中，TSN技能的引入，作为车载网络通信实现高可靠性和低时延的关键技能，标志着车载以太网技能迈向了新的发展阶段。TSN技能通过精准的流量调度，确保了高质量的数据传输，这不仅技能成熟，而且具有显著的本钱效益，使其在多个领域成为下一代网络承载技能的主要演进方向。 在汽车通信领域，随着车载以太网节点的不断增加，星形拓扑构造成为了一种主要的网络构造。这种构造使得通过增加交流机的数量来扩展网络变得大略，对付ECU的频繁变革供应了极大的灵巧性。TSN交流芯片在这一过程中扮演着核心角色，它能够实现与现有标准以太网交流芯片的兼容，同时增加了韶光同步和输出接口整型逻辑，有效地实现了TSN交流。这一进展不仅凸显了车载以太网技能的快速发展，也预示着它在未来汽车通信网络中的核心地位。
什么因此太网交流芯片？交流芯片和物理层芯片的差异，来源：山西证券研究所
以太网交流设备由以太网交流芯片、CPU、PHY、PCB、接口/端口子系统等组成，个中以太网交流芯片和CPU为最核心部件。以太网交流芯片是当代网络通信技能的关键组件，特殊是在交流机的核心部件中发挥着至关主要的角色。它们不仅是专为网络运用优化的专用集成电路，而且还具有处理和转发大量数据及报文的专业能力。这些芯片由接口模块、内容处理模块、进出口数据包修正模块、MMU模块、L2和L3处理器、安全模块等多个部分组成，每个部分协同事情以保持高效的数据处理能力。此外，以太网交流芯片的架构实现因其繁芜性而显得特殊主要，内部的逻辑通路由数百个特性凑集组成，这些凑集在一起，使得芯片能够实现其高性能。 以太网交流设备的事情事理包括数据包通过端口进入芯片后的一系列处理步骤：数据包头字段的匹配、安全检测、流分类、以及终极的二层交流或三层路由。经由这一系列处理，数据包根据其优先级或其他参数被放入不同的行列步队中，等待通过调度器的调度，终极从相应的端口发送出去。这一过程不仅确保了数据的高效传输，还实现了对网络流量的管理和掌握。 随着技能的发展，以太网交流芯片的运用领域不断拓宽，特殊是在车载网络中的运用。各域掌握器通过以太网交流机实现信息交互成为可能。在自动驾驶技能的推动下，车载以太网的需求量快速增长，市场格局呈现高度集中的趋势。以太网技能不仅用于连接动力总成、底盘掌握、车身、娱乐和ADAS等核心域掌握器，而且还支持高等自动驾驶功能的实现，这使得车载以太网技能的渗透率不断提升。
中国大陆以太网交流芯片市场规模，来源：中汽中央
中国车载以太网交流芯片市场规模，来源：Mouser
环球汽车以太网交流芯片市场前7强生产商排名及市场霸占率(2022年)，来源：Mouser
环球汽车以太网交流芯片市场正经历快速增长，受益于新能源汽车智能化的推进和对数据传输量的爆发式需求。根据Mouser供应的数据，紧张生产商包括Broadcom、Marvell、Microchip Technology等，个中2022年，这些顶尖厂商霸占了环球市场约22.0%的份额。汽车局域网(LAN)作为当前最紧张的细分产品，霸占了约79.1%的市场份额。 从2016年的318.5亿元增长到2020年的368.0亿元，环球以太网交流芯片市场展现出稳健的增长，年均复合增长率为3.6%。估量到2025年，市场规模将达到434.0亿元，展现3.4%的年均复合增长率。市场参与者既包括专注于商用产品的博通、美满等，也有如思科、华为这样通过自研芯片知足自身需求的厂商。 汽车以太网交流芯片的市场需求随着智能汽车技能的发展而急剧增加。未来智能汽车的以太网端口数量估量将从目前的约10个增加到100个以上，这为车载以太网芯片带来了巨大的增长潜力。特殊是在中国，估量到2025年车载以太网交流芯片市场规模将达到137亿元，2021-2025年的年均复合增长率高达63.1%。 从需求端看，智能驾驶和智能座舱对车载以太网交流机芯片的需求日益增长。例如，奔驰S级车型至少配备5个以太网交流芯片。据中国汽车技能研究中央的数据，2021年中国大陆的市场规模为107亿元，估量至2025年将达到178亿元，年均复合增长率约为13.5%。 芯片的代价量也是一个主要考虑。以NXP和Ti的产品为例，单车的SERDES+PHY+交流芯片代价量均匀约为$119，再加上网关芯片后，总代价量约为$179（约1250元）。到2030年，估量L4级别的车型将搭载超过100颗以太网芯片，届时单车以太网+SERDES芯片的代价量可能达到$680（约4760元）。
车载以太网交流芯片紧张玩家在环球车载以太网交流机市场中，虽然由几家国外巨子主导，但随着车辆智能化和网络化需求的增加，市场正逐渐向更广泛的技能创新和供应链多元化发展。以下是对车载以太网交流机市场和干系技能企业的进一步磋商。 首先，美满电子和博通作为第一梯队，代表了市场上对高标准以太网产品的需求。美满电子的88Q5050芯片不仅在汽车安全性方面设立了新标准，还促进了车载网络技能的进步，其与NVIDIA DRIVE Pegasus平台的互助，标志着前辈的车载以太网技能在自动驾驶领域的运用。博通BCM8958X系列产品展示了其在网络带宽和处理能力方面的技能实力，为未来汽车架构供应全面的网络办理方案，强化了软件定义车辆的发展。 第二梯队的企业，如微芯、恩智浦和瑞昱，虽然在技能标准上不及第一梯队，但他们通过供应特定的办理方案和优化本钱效益最近知足市场需求。恩智浦的整体办理方案聚焦于汽车领域，瑞昱则通过高性价比知足大众市场的需求，展示了市场竞争中的多样性。 第三梯队则以中国本土企业为主，国科天迅的TAS2010芯片的成功研发和运用，标志着中国在车载以太网技能领域取得的重大进步。这不仅表示了国家集成电路家当自主可控计策的成效，也展现了海内企业在高新技能研发方面的实力和潜力。此外，TAS2010芯片在一汽红旗E-QM5电动车上的运用，验证了其在实际车辆中的可靠性和性能，为国产化车载以太网技能的推广和运用开辟了新路径。昆高新芯、物芯科技和盛科通信等企业在工业互联网和以太网交流芯片设计方面的持续投入和创新，不仅增强了我国在干系技能领域的竞争力，也为行业供应了更为丰富和可靠的产品选择。车载以太网交流芯片部分玩家，来源：与非研究院
总结：国内外以太网芯片的技能差距
国内外以太网芯片参数比拟，来源：各公司官网
随着技能的发展，车载以太网芯片正朝高交流容量、多端口配置方向进化。以太网同盟预测，智能汽车单车以太网端口将超过100个。例如，Marvell的BrightlaneQ622x系列中心汽车以太网交流机，专为汽车Zonal架构设计，交流容量高达90Gbps。只管如此，与外洋龙头厂商比较，海内涵交流容量、端口速率等方面存在技能差距。目前，紧张外洋公司所发布的芯片产品的交流容量已经达到 25.6Tbps以上。博通和英伟达在 2022 年推出了面向超大规模数据中央的 51.2Tbps 超高容量产品，美满和思科在 2023 年发布了 51.2Tbps 的新品。这些产品单一端口支持最大速率均达到800G，并且采取了 7nm 及以下的芯片制程工艺。与之比较，公司已量产芯片产品在交流容量、端口速率等方面存在代际差异，最大端口速率仅达到 400G，交流容量仅2.4Tbps，而芯片制程工艺仍勾留在 28nm 水平。 车载以太网技能的发展也面临寻衅，如TSN技能虽供应高可靠性和低时延通信办理方案，但协议繁芜，汽车行业缺少运用履历。此外，随着技能的深入运用，对安全性、兼容性及系统集成的哀求提高，须要不断创新和优化技能办理方案。 总的来看，环球以太网交流芯片市场正处快速增长期，尤其在汽车行业，技能进步和新能源汽车发展推动高速、高性能交流芯片需求，带来市场机遇。估量海内本土厂商将逐渐发力高端产品，积极追赶国际一线梯队的脚步。 关注往期文章：以太网物理层芯片PHY《产研：困难的替代——车载以太网PHY芯片（一)》，以及以太网Serdes芯片《产研：困难的替代——车载以太网SerDes芯片(二)》
