以太网“基石”
以太网是Ethernet 的英译名,是 IEEE 电气电子工程师协会订定的一种有线局域网 通讯协议,运用于不同设备之间的通信传输。IEEE 组织的 IEEE 802.3 标准制订了以太 网的技能标准,规定了包括物理层的连线、电子旗子暗记和介质访问层协议的内容。
以太网自1973年发明以来,已经历40多年的发展进程,因其同时具备技能成熟、高度标准化、 带宽高以及低本钱等诸多上风,已取代其他网络成为当现代界运用最普遍的局域网技能, 覆盖家庭网络以及用户终端、企业以及园区网、运营商网络、大型数据中央和做事供应 商等领域,在环球范围内形成了以太网生态系统,为万物互联供应了根本。

物理层芯片为以太网传输的“基石”。从硬件的角度看,根据 OSI 七层网络模型, 以太网接口电路紧张由 MAC 掌握器和物理层接口 PHY 两大部分构成,对应 OSI 里第一 层物理层(PHY)和第二层介质访问层(MAC)。
作为数模稠浊芯片难度较高,且需担保技能全面性。以太网物理层芯片是一个繁芜 的数模稠浊芯片系统,芯片中包含高性能 SerDes、高性能 ADC/DAC、高精度 PLL 等 AFE 设计,同时也包括滤波算法和旗子暗记规复等 DSP 设计,芯片研发须要深厚的数字、 仿照、算法全方位的技能履历以及完全产品设计团队相互高效合营。个中,仿照电路主 要卖力仿照旗子暗记与数字旗子暗记之间的转换,数字电路卖力数字旗子暗记的处理,实现降噪、干 扰抵消、均衡、时钟规复等功能。
而以太网是目前运用最广泛的局域网技能,也是当今信息天下最主要的根本举动步伐,因特网、电信网、局域网、数据中央均离不开以太网这一根本架构。须要以太网通信的终端设备均可运用公司的以太网物理层芯片,以实现设备基于以太网的通信,以太网芯片主要性不言而喻。
然而,目前环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紧张集中在中国大陆之外,美国博通、美满电子和中国台湾瑞昱三家国际巨子呈现高度集中的市场竞争格局。
根据中国汽车技能研究中央有限公司的数据,美国博通、美满电子、德州仪器、高通和中国台湾瑞昱五家国际巨子霸占环球超过90%的市场份额,呈现高度集中的市场竞争格局。大陆以太网物理层芯片自给率极低,下贱厂商利用的以太网物理层芯片高度依赖入口。
高速崛起的以太网芯片市场
近年来,互联网、传感器、各种数字化终端设备大规模遍及,通信、打算、运用、存储、监控等各种信息技能运用和网络逐渐领悟,一个万物互联的天下正在形成。以太网物理层芯片作为以太网传输的根本芯片之一,随着数据量的爆发式增长,市场规模拥有持续上涨的动能。
这个中,以太网物理层芯片处于绝对的核心地位。物理层芯片系以太网通信中不可或缺的组成部分,承担了将线缆上的仿照旗子暗记和设备上层数字旗子暗记相互转换的职能。以太网物理层芯片(PHY)事情于 OSI 网络模型的最底层,详细而言,以太网物理层芯片(PHY)连接数据链路层的设备(MAC)到物理媒介,并为设备之间的数据通信供应传输媒体,处理旗子暗记的精确发送与吸收。
以太网物理层芯片将受益于未来数据量增长,估量 2025 年环球以太网物理层芯片市场规模有望打破 300 亿元。随着互联网、传感器、各种数字化终端设备大规模遍及,网络日益成为承载人类生活、生产活动核心平台,环球每年产生的数据呈现快速增长。据 Dataflow Management in the Internet of Things: Sensing, Control,and Security (Dawei Wei et al.,2021)预测,环球每年产生的数据将从 2018 年的33ZB 增长到 2025 年的 175ZB,相称于每天产生 491EB 的数据。
根据中国汽车技能研究中央有限公司预测数据,2021 年环球以太网物理层芯片市场规模为 120 亿元,如果 2022 年~2025 年环球以太网物理层芯片市场规模估量保持 25%以上的年复合增长率,那么 2025 年环球以太网物理层芯片市场规模有望打破 300 亿元。
详细运用领域
在通信领域,以太网物理层芯片作为路由器、交流机等网络设备之间数据通信的根本芯片,本身属于基建元素,而在消费电子、工业掌握等浩瀚新兴领域中,以太网物理层芯片也在智能家居掌握、智能工厂管理等环节有着巨大影响力,尤其是随着智能汽车行业的发展,汽车“四化”带来更高网络哀求,车载以太网应运而生。
伴随着“智能驾驶中多传感器领悟,V2X 车路协同,OTA 升级,信息娱乐” 等技能的驱动,汽车电子产品数量逐年增加,繁芜性日益提高,越来越多的汽车须要配 备高等驾驶赞助系统、车载信息娱乐系统,汽车须要配备更多的摄像头、 雷达等传感器,单辆车 ECU 数量已逐渐从 20-30 个发展到100多个。因此感知系统会采集到大量的数据,要将数据快速完全地传输到打算处理单元,并及时地做出相应,车载以太网应运而生。
无论是根本网络培植还是新能源汽车的车载主干网络,以太网芯片成为浩瀚科技企业绕不开的存在,而屡次“卡脖子”的教训也让干系行业企业愈发认识到未雨绸缪的主要性。
对付故意进入汽车领域的互联网科技巨子而言,以太网芯片显然是生态布局的主要环节,而这也成为华为、小米进入该赛道的主要缘故原由。
华为、小米携手入局
虽然九成以上的市场都被大陆以外的企业霸占,但大陆企业并非没有崛起的机会,尤其是地区性贸易冲突以及频发的芯片卡脖子事宜,推动我国半导体芯片领域快速发展。
而成立于2017年的裕太微便是一家以实现通信芯片产品的高可靠性、高稳定性和国产化为目标,以以太网物理层芯片作为市场切入点,不断推出系列芯片产品,是中国大陆极少数拥有自主知识产权并实现大规模发卖的以太网物理层芯片供应商。
经由技能与人才的不断积累,裕太微已形成高性能 SerDes 技能、高性能 ADC/DAC 设计 技能、低抖动锁相环技能、高速数字均衡器等10项运用于以太网物理层芯片的核心技能,已形成具备自主知识产权、具备海内领先地位、符合本土化需求 的核心技能能力。截至2022年6月30日,公司已拥有专利27项,个中发明专利 16 项,拥有集成 电路布图设计26项。
在产品性能和技能指标上基本实现对博通、美满电子和瑞昱同类产品的替代,并因产品可靠性和稳定性上风,个中,公司千兆以太网物理层芯片的紧张技能参数与国际主流竞品基本同等,在传输性能上更具上风;百兆以太网物理层芯片在ESD防护和传输性能上比较 国际主流竞品更为精良,但在功耗水平上处于劣势。
除核心技能和以太网物理层芯片的打破外,真正让裕太微真正走进大众视野的还是其股东构造。根据IPO招股解释书显示,华为投资全资子公司哈勃科技系裕太微的第四大股东,发行前持有裕太微9.29%的股份;小米基金系裕太微的第19大股东,发行前持有裕太微1.00%的股份。
裕太微股东构造绝对称得上“群星荟萃”,但即便是华为、小米等巨子光环加身,也未能让裕太微在古迹上突飞年夜进。
2019年至2021年,裕太微业务收入分别为132.62万元、1295.08万元和2.54亿元,三年复合增长率高达1284.15%,但仍未盈利,公司扣非后归母净利润分别为-3035.92万元、-4419.36万元和-937.06万元。
从营收和利润数据看,裕太微多少给人“赔本赚吆喝”的觉得,不过作为市场的后进者,裕太微想要从巨子的口中“抢食”,高研发投入以寻求技能打破是免不了的。自成立以来,裕太微不断加大研发投入力度,报告期内(2019年~2022年6月),公司研发用度金额分别为 1,957.97 万元、3,211.31 万元、6,626.74 万元和 5,438.96万元,扣除股份支付用度后金额分别为 1,904.81 万元、3,094.92 万元、6,376.14万元和 5,073.39 万元,占业务收入比例分别为 1,436.26%、238.98%、25.09%和26.45%。2019 年占比较高,紧张是由于公司处于产品研发、技能积累阶段,业务收入规模较小,导致研发用度率较高。
显然,国产替代化不仅仅须要口号,更须要长期的投入和下贱企业的支持,好在除华为、小米直接投资外,裕太微2.5GPHY 芯片的工程样片已向境内紧张通信行业客户送样,复兴通 讯、普联、烽火通信已反馈初步测试结果良好,烽火通信已与公司就 2.5GPHY 芯片采购签署互助备忘录。
而在家当链同心支持下,以裕太微为代表的海内以太网芯片企业也有望在市场取得打破。