百年汽车工业迎来智能化、网联化发展新浪潮，为应对汽车工业发展，汽车电子电气架构（E/E架构）也确立了长期演进新方向，从传统分布式处理逐步走向集中化、云化。而传统的总线技术难以应接智能化时代的高速车内通信需求，我们认为更高速且适用范围更广的车载以太网技术更适合于未来E/E架构的长期演进，将率先应用于智能驾驶及智能座舱，并有望逐步实现对整车现有车内通信技术的全面替代。

　　在E/E架构和车载通信变革趋势之下，我们看好新产业对于国内公司孕育的新机遇。其中我们测算2025年，国内车载以太网芯片（包含PHY芯片和交换芯片）的市场规模将达到293亿元，2020-25E期间CAGR为66%。

　　集中化E/E架构将算力向中央集中，通过功能的集成融合，减少控制器和线束数量，有效实现轻量化与协同性，使能OTA的实现。面向服务的架构（SOA）与AP AUTOSAR的采用，将实现功能与ECU之间的深度解耦，软硬件的灵活性和复用性大大增强。我们认为，两者的解耦实质上蕴含了“硬件标准化、软件重要化”的趋势，将对汽车产业链各环节产生深远的影响。

　　车载以太网是承接高速车内通信需求的最优解。智能化时代对车内通信速率、产品迭代周期、架构精简度等提出了更高的要求，传统的CAN、LIN、MOST等通信技术难以应对。我们认为，车载以太网具备高带宽、经济轻量、软硬件解耦、内外网络顺畅互联等优势，能够更好地适应E/E架构的深度演进，长期有望全面统一车内通信技术。根据我们测算，国内车载以太网芯片市场未来5年有望以年均66%的速度增长，潜力充沛。

　　信息娱乐系统、汽车计算芯片、车载以太网芯片等环节有望迎来国产化机遇。建议关注领先的智能驾驶及智慧座舱Tier1，在计算芯片领域积极突破的企业，车载以太网芯片的国产龙头，以及汽车线束供应商等。

　　在我们之前发布的《车载摄像头：扬帆汽车智能规划浪潮，部署迎来量速齐升》报告中，初步探讨了汽车E/E架构的持续演进对车载摄像头行业带来的影响。随着域集中控制逐步取代分布式处理，我们预计摄像头在未来将只负责简单的图像信息的采集；而图像信息的处理则借助车内高速通信网络，在中央计算机中实现。汽车E/E架构、以及车内高速通信网络，两者就像汽车的“骨骼”与“神经”，联动汽车的各个部分，共同完成复杂的功能。

　　汽车E/E架构（Electrical/electronic architecture，汽车电子电气架构）是车内电子电气系统的布局方案。电子电气系统由传感器、控制器、执行器等元件组成。传感器将获得的行驶状态信息传给控制器，控制器通过内置的算法程序得出执行指令，执行指令被执行器接收之后体现在汽车行为上。

　　汽车诞生后的一百多年里，电子电气元件相对简单。发动机控制器、收音机等少量的电子设备可以直接安装在车身空余的空间，而不用去考虑位置以及功能上的协同性。电子电气元件之间相互独立、不共用线束，需要新的功能则添置一套新的传感器、控制器和执行器。

　　2007年德尔福公司提出“汽车E/E架构”，我们认为E/E架构犹如人体的骨骼，使得电子元件布局呈现章法，一定程度上释放了车辆空间。随着电子电气元件越来越多，原本粗放式的布局使得汽车空间利用效率越来越低下，于是2007年德尔福公司提出“汽车E/E架构”——该架构将控制器按“功能域”进行划分，同属一个域的控制器由一条总线连接，从而大幅减少线束。最初的这种汽车E/E架构被称为分布式架构。

　　当下多数车企仍采用传统分布式架构，由机械定义汽车，以解决问题为导向。德尔福提出的传统E/E架构，虽然将功能协同的控制器通过总线连接在了一起，但是这样的总线是以穿梭汽车各个部位的方式将元件串起的，没有改变元件的分散布局，功能与元件仍存在对应关系，一项功能的更新仍需要添置新的元件与之匹配。

　　车身重量与成本上升。一辆采用传统布线方法的高级轿车中，其导线个。智能化趋势下，汽车更新周期缩短、次数增加，“功能元件相互对应”的分布式架构需要不断添置大量电子元件才能匹配日渐丰富的功能，额外的控制器、线束将大幅增加车身重量和成本。

　　算力协同性弱、相互冗余。分散在不同功能模块中的ECU由不同的供应商提供，嵌入的软件和底层代码各异，算力不能协同。另外，不同ECU可能存在功能的重叠，导致相互冗余，增加不必要的成本。

　　验证复杂度提升。复杂功能的实现，需要多个控制器协同工作。当某功能发生故障需要进行排查时，控制器的空间分散性提升了排查难度。另外，ECU的维护更新需由供应商执行，整车厂无权对ECU进行维护和更新，检修的难度在分布式架构下较大。

　　不利于OTA的实现。目前，汽车功能升级需要将车召回到4S店；而在未来，汽车将如同智能手机一样，通过OTA（over-the-air，云端升级）即可实现远程更新。然而在传统分布式架构下，汽车ECU繁多且分散，难以满足OTA对软硬件完全解耦的要求。

　　车内通信网络（又称“总线”）将传感器、控制器、执行器等元件连接在一起，使各元件之间进行数据交换，犹如汽车的神经。传统车载网络包括CAN、LIN、MOST、FlexRay等。

　　CAN（Controller area network，控制器局域网）。CAN总线年由博世开发的一种共享式双线串行通信总线，能够解决众多控制器之间数据交换问题。其通信速率适中、稳定性好、抗干扰性强、成本较低，是目前主流的车载网络。

　　LIN（Local internet network，局域互联网）。LIN总线年应用于汽车工业，作为CAN的一种低成本串行技术补充，采用单主多从架构，使用单信号线进行传输，具有带宽低、但成本低廉的特性。适用于带宽要求不高、实时性要求低、功能不复杂的场景，能够控制整车成本，通常以末梢形式与CAN总线相连。

　　MOST（Media oriented systems transport，多媒体定向系统传输）。MOST是由德国Oasis Silicon System公司开发于2001年，多采用光纤传输+环形拓扑结构，其传输速率高、抗干扰性强、线束质量轻，主要应用在汽车信息娱乐系统。

　　FlexRay。FlexRay由宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司共同制定，传输速率快、容错性好，但是成本高昂，多用于高档车型中。

　　随着智能驾驶的不断普及，所要传输的数据量呈指数级上升，传统车载网络难以承受。总线出现之前，不同系统中的ECU不进行数据的交互和共享。但是实际上多个ECU之间普遍需要进行交互，例如变速箱与发动机之间，换挡需要收油、大脚油门会自动降档。总线的出现沟通了各个ECU之间的通信，不过当前传统总线面对智能化时代显得捉襟见肘。据泰科电子预测，传输数据量在自动驾驶L1、L2时代由百兆每秒上升至千兆每秒，在L3、L4阶段将超过10Gbps，目前汽车主干网CAN总线最高不足十兆每秒，两者差距较大。

　　智能化推动汽车E/E架构与通信网络的演进。“智能驾驶、智能座舱、智能网联”的趋势下，更丰富的车内体验以及更高速的传输速率成为了必备要素，这对现有汽车电子电气架构以及车载网络提出了更高的要求。

　　展望未来，我们认为汽车E/E架构将向着“功能集中化、软硬件解耦”的方向演进；车载通信网络向着“高速、低延、安全、互联”的方向演进。

　　汽车E/E架构未来演进的核心关键词“集中化”。集中，是算力的集中，将原本分散在不同控制器上的功能逐渐集成在一个控制器上。如此能有效减少控制器和与之相连的线束的数量，实现汽车的轻量化。不同功能的算力之间也能更好地协同，解决算力冗余的问题。集中化的汽车E/E架构在汽车电子化的浪潮之下已是大势所趋。

　　2017年，博世描绘了一张“三段六步式”演进构想。尽管业内各厂商、机构在具体方案上有所差异，但在大方向上取得了共识——“分布式”“域集中式”“中央计算式”。

　　（2）集成化阶段：ECU开始集成多个功能。例如前文提到的伟世通SmartCore，将原本由两个ECU分别执行的功能合并在一个控制器上，由该控制器同时执行车辆信息显示以及娱乐系统功能。

　　域集中式架构。该架构对ECU实现了进一步的集成，引入DCU（domain controller unit，域控制器）。

　　（1）集中化阶段：全车划分为5至7个域，每个域配置一个DCU，每个DCU统辖多个ECU。在博世经典五域架构中，全车被划分为动力域、底盘域、座舱域、自动驾驶域和车身域，完备地集成了所有控制功能。

　　（2）跨域融合阶段：在域的层面进一步集成，功能实现具有相似性的多个域实现融合。以华为的CC架构为例，由于动力域、底盘域、车身域所涉及的计算与通信具有相似性，三域融合为了整车控制域，同智能座舱域、智能驾驶域共同构成了面向汽车新时代的整车架构。

　　中央计算式架构。该架构对DCU实现了进一步的集成，所有DCU融入一台中央计算机。功能与元件之间的对应关系不复存在，由中央计算机按需指挥执行器。

　　（1）车载电脑阶段：整车由中央计算机统一管理。但动力、车身、底盘等由于执行功能复杂，实时性、安全性要求较高，依然会保留基础控制器，进行边缘计算。

　　（2）车云协同阶段：汽车与云端联动，其中车端计算主要用于车内部的实时处理，而云计算则作为车端计算的弹性补充。这一阶段不仅需要对车内进行革新，车联专用网络建设也需进一步完善。

　　E/E架构当前进展：整体由分布式跨入域集中式，领跑者探索多种跨域融合方案

　　汽车行业整体站在了E/E架构由分布式转向域集中式的档口，领先车企已思考跨域融合的多种方案。当前形成了两种主流的跨域融合方案：按功能融合、按位置融合。

　　按位置融合：区集中式（Zonal EEA）。按照汽车的物理空间，将全车划分为多个区域，如左车身域、右车身域等。由于各处ECU均有区域控制器（zone ECU，ZCU）中继，再连接至中央计算机，线束数量能够大量减少，释放更多物理空间。特斯拉、丰田等均属于此类。

　　面向信号的架构（Signal-oriented architecture）是汽车软硬件传统的交互方式，软件与硬件之间通过CAN、LIN总线进行点对点数据传输，通信方式在汽车出厂时已经确定。当汽车架构演化至中央计算式，算力已经全部集中在中央计算机，软件与硬件的互动不再是点对点，硬件之间也存在大量协同，任何调整都会牵扯到整张网络，为更新带来不便。面向信号的架构已然不能胜任未来E/E架构。

　　面向服务的架构（Service-oriented architecture，SOA）有效解决了软硬件之间的耦合问题，是适应E/E架构集中化演进的软件架构。在SOA的理念下，软件就像微信公众号，当汽车需要实现某功能时，由相关硬件向软件“订阅”服务。接收到订阅信息后，软件将服务“推送”给硬件，再由相关硬件执行功能。SOA将软件和硬件视为完全独立的两方面，各个硬件之间也能各自独立地执行协同任务，软硬件的升级调整不会影响到整个网络，从而提升汽车功能延展性。不同功能可以调用不同软件组合，不同的硬件组合也能执行不同功能，软硬件的复用性大大增强。

　　AUTOSAR联盟（Automotive Open System Architecture）由宝马、大众、博世等6家汽车整车厂和核心零部件提供商于2003年联合成立，旨在建立一套开放式的行业标准，提高软件的复用性。AUTOSAR标准的思想是通过在软硬件之间插入中间件，软硬件通过接口相互访问，在保证接口不变的情况下，各自内部可以进行调整，实现软硬件的解耦。

　　CP AUTOSAR实现软硬件“初”解耦。CP AUTOSAR（Classic platform AUTOSAR）是经典标准版本，采用面向信号的软件架构，只支持静态配置，因此虽然能够较为方便地更新功能，但是功能和硬件之间点对点通信，依旧存在对应关系，难以适应集中式架构要求。

　　AP AUTOSAR实现软硬件“深”解耦。AP AUTOSAR（Adaptive platform AUTOSAR，自适应AUTOSAR）采用SOA软件架构，使得各个硬件能够向多个软件订阅服务，以执行复杂操作。为此，自适应标准不再使用硬件抽象层，改以功能群组，在功能实现过程中进行动态配置，以实现前述“多对多”的数据通信。如此，软件与硬件的对应关系完全打破，软硬件实现“深”解耦。

　　我们认为，所谓“软硬件解耦”，物理上体现为“软件与硬件的解绑”，价值上体现为“硬件标准化、软件重要化”。根据大众汽车官网，当前单车代码已经超过2亿行，远远超过安卓系统的代码数量，可见在汽车向科技制造转型的过程中，软件将占据重要地位。“软件定义汽车”时代，硬件地位逐渐边缘化，与软件功能分离的硬件将仅承担执行角色。

　　汽车架构的演进，不仅是硬件的重新布局，更是产业链各个环节价值的重新分布。不仅传统产业链中半导体厂商、零部件供应商、整车厂将受到深远的影响，也为软件和互联网厂商打开了新的发展空间。

　　近年来华为、百度等科技巨头纷纷入局智能汽车市场。我们认为，未来中央计算机是汽车E/E架构中最为核心的部件，而其所要求的高性能算力更是核心中的核心，这恰是科技企业擅长之所在。我们认为，科技企业未来或将从汽车E/E架构入手，以核心算力平台（即中央计算机）为支撑点，逐步加入汽车领域的竞争中。

　　为适应汽车E/E架构演进对功能集中化的需求，我们认为半导体厂商需要加大SoC、SiP等技术的研发。SoC（片上系统）在芯片上集成多种功能，SiP（系统级封装）将各类芯片封装在一起，两相融合能助力功能集中化的演进，也是后摩尔时代解决物理极限与性能需求之矛盾的重要手段。

　　当前，全球大型整车厂已加大在软件方面的投入，避免在变革浪潮中落后。例如，2019年底大众宣布独立运营Car.Software业务部门，2020年7月丰田重组TRI-AD成立三家新公司。同时，率先掀起对汽车组织架构演进方向的大讨论，推出AP AUTOSAR等适应未来发展的平台，捍卫自身在汽车E/E架构的话语权。

　　汽车E/E架构产业链中，控制器供应商将同时受到来自软件科技公司和整车厂的压力。源自软件科技公司的压力实质是软硬件的解耦。在域集中式直至中央计算式架构下，控制器、执行器脱离软件独立存在，仅承担执行角色，重要性降低。源自整车厂的压力实际是功能的集中。分布式架构下，供应商各自为政，所生产的控制器协同性较差，但未来汽车架构将对硬件之间的协同性提出更高要求。我们认为，这将推动硬件形成标准化产品，单车价值或将会下降。

　　以太网（Ethernet）在计算机网络中应用广泛。它是局域网的一部分，节点通过介质（如双绞线或光纤）连接至交换机，通过交换机实现数据的转发。自1980年IEEE 802.3工作组成立以来，以太网技术已经经过多次迭代，完成了标准以太网（10 Mbps）、快速以太网（100 Mbps）、千兆以太网（1000 Mbps）的跨越，传输速率得到了大幅提升。

　　车载以太网在计算机以太网的基础上发展而来，是以太网在汽车领域的跨界应用。计算机以太网与车载以太网均基于OSI参考模型。OSI（开放通信系统互联模型，Open systems interconnection）是为了统一不同网络通信协议而提出的参考模型，自上到下包括7层，分别为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。计算机领域将应用层、表示层、会话层合并为应用层，提出TCP/IP协议。基于TCP/IP协议，OPEN Alliance、AVnu Alliance等组织对其进行补充，最终形成适合车载领域的网络通信体系。

　　OPEN Alliance（One-Pair EtherNet）关注车载以太网物理层，与IEEE合作将车载以太网标准化。OPEN联盟于2011年由博通、恩智浦、飞思卡尔、哈曼创立，旨在普及车载以太网应用。截至2021年4月，该组织包括12家推广会员（promoter）以及118名采用会员 （adopter，包括24家中国企业）。博通开发的BroadR-Reach技术（即OABR）是最早专为汽车设计的以太网解决方案，经IEEE标准化后命名为100BASE-T1。目前，OPEN Alliance已完成100BASE-T1、1000BASE-T1和1000BASE-RH物理层标准的制定。

　　AVnu Alliance关注的AVB、TSN技术涉及传输层直至数据链路层，解决数据流冲突问题。以太网由多个设备共享，当不同设备同时有传输数据的需求、出宽带支持能力时，便发生了数据流冲突问题。AVB技术（Audio/Video Bridging，音视频桥接技术）可实现预留带宽、流量优先级、时间同步等功能，主要用于车载娱乐系统。AVB的提出者便是AVnu Alliance，2009年由思科、英特尔等成立。随着车载以太网关注度日升，AVB小组于2012年向TSN（Time sensitive networking，时间敏感型网络）改组，对规范进行了大量的更新，加入时间调度流量、抢占帧等设计。

　　我们认为车载以太网正在成为新一代车内通信网络，产业内渗透率不断提升。2013年宝马X5将车载以太网引入360°环视摄像头中，标志着车载以太网的首次“乘车”。到目前，宝马最新一代汽车架构中已全面采用车载以太网，捷豹、大众帕萨特等均纷纷入场。造车新势力中，特斯拉在Model 3的CCM中采用车载以太网通信，蔚来ES8搭载千兆以太网，小鹏P7基于百兆以太网中央网关设计。可见，无论是传统车企还是造车新势力，车载以太网已成为未来车内通信的发展方向。

　　从当前车内通信的“痛点”和车载以太网的优势出发，我们判断，车载以太网将成为未来车内通信的主干网络，助力高速车内通信网络的实现。

　　智能驾驶考验车内通信的传输性能与延时性能。伴随智能驾驶升级进程，车上用于感知的车载摄像头、激光雷达的数量将明显增多。这些传感器不间断、动态地收集数据，产生大量数据。车载摄像头和激光雷达不似手机摄像头，有拍照需求才会使用。在智能驾驶场景下，车载摄像头、激光雷达必须一直处于工作状态，动态无歇地收集车辆行驶信息；并且必须实时交给决策层进行计算，稍有延迟就有可能酿成车祸。这对车内通信的数据承载能力和实时传输能力提出了较高的要求。

　　据微软测算，实现自动驾驶每天将产生20-100 TB的数据量。按此数据计算，至少需要2000 Mbps甚至10 Gbps的传输速率才能处理如此庞大的数据。当前主流通信网络CAN总线的最新迭代版本CAN-XL也仅能实现10 Mbps的传输速率，传统总线架构难以应接智能化时代的高速车内通信需求。

　　车载以太网目前是各类总线中传输速率最快的通信方案，并且处于快速迭代过程中。目前，OABR已完成100BASE-T1、1000BASE-T1和1000BASE-RH物理层标准的制定，传输速率已经达到了1 Gbps，相比CAN、MOST、FlexRay等常见总线具有更高带宽。

　　另外，10 Gbps计算以太网已经应用多年，100 Gbps以太网成为IEEE已明确的下一代发展方向。我们认为，当10 Gbps、100 Gbps以太网在计算机领域应用成熟后，将会向汽车领域移植，车载以太网将充分享受计算机以太网的迭代成果。考虑到以太网技术已广泛商用多年，其产业链成熟且成本低廉，规模商用的车载以太网技术有望受益于成熟的产业链红利。同时，由于更先进的以太网能够向后兼容，未来的速率升级无需进行大规模调整，我们认为未来车载以太网的迭代过渡会更加顺滑。

　　与计算机以太网相比：车载以太网利用回音消除技术实现单对双绞线双全工传输。传统的计算机以太网需要四对或两对双绞线进行数据双全工传输（即同时双向传输）。以100BASE-TX为例，100BASE-TX使用了两对双绞线，一对发送数据、一对接收数据。而经车载以太网改良后，100BASE-T1仅需单对非屏蔽双绞线即可完成等量的数据传输。车载以太网相较于传统以太网主要改进手段，在于100BASE-T1引入了回音消除技术（Echo cancellation，简要过程为：发送数据时向双绞线加载自己的电压，接受数据时扣去自己的电压），解决了在同一介质上同时收发数据而产生的信号回声影响。相比计算机以太网，车载以太网线束更少，一般认为可减少70-80%的连接器成本和30%的重量。

　　与传统车载总线相比：车载以太网较LVDS、FlexRay、MOST总线更具性价比。据OPEN Alliance官网显示，目前使用的高速率传输总线 Mbps）内部有四根线缆，同时必须通过屏蔽减弱电磁噪声，重量和成本均较车载以太网高，使用车载以太网能够减轻30%的重量以及80%的成本。根据Vector，与FlexRay、MOST等高速率传统总线相比，车载以太网在单节点成本相近的情况下，拥有更快的传输速率，性价比更高。

　　SOME/IP协议（Scalable service-oriented middleware over IP，基于IP的可伸缩的面向服务的中间件）是计算机以太网所没有、车载以太网新引入的协议。它采用SOA架构，面向服务进行通信，根据client是否有需求决定server是否推送服务，具有灵活性、复用性，能够利用AUTOSAR实现软硬件解耦。

　　正如前文所述，汽车E/E架构在向集中化方向演进。功能与ECU之间对应关系越来越弱，“点对点式”面向信号的通信方式在处理越来越复杂的功能需求时只能望洋兴叹。算力的集中呼唤软硬件的解耦，要求面向服务的通信，引入SOME/IP协议适应E/E架构未来发展趋势。而诸如CAN、LIN等传统网络均属于面向信号的通信，软硬件通信已事先确定，在OTA升级时存在不便。

　　TCP/IP是当前网络最基本的协议结构，车载以太网的网络协议是在TCP/IP网络分层模型的基础上进行补充所形成的。由于车载以太网与车外网络基于相同协议，车载以太网在与车外网络进行通信时，接口过渡更加平滑。传统车内通信网络基于独有的网络协议，与车外网络进行交互时，需要对不同系统的协议进行转换。在网联化趋势下，车载以太网的协议转换成本更小。

　　以宝马为例，车载以太网目前已广泛布局于宝马各车型中，深入IVI与ADAS系统。复盘其演进历程，主要包括两个阶段：单一功能阶段：2013年，宝马X5率先在360°环视功能中落地了车载以太网，成为第一个采用车载以太网的车企。单一域阶段：2016年，宝马着手研发新一代电子电气架构，并于2018年量产推出。在该架构中，车载以太网连接了后座娱乐系统、360环视、前视三目摄像头、前长距雷达、ADAS域控制器等，成为信息娱乐与智能驾驶域中主要通信方式。车载以太网在宝马架构中的渗透，为其他车厂如何渐进采用车载以太网，提供了重要参考。

　　根据Strategy Analytics测算，2020年车内通信仍将有约90%的需求在10 Mbps以下，短期内大规模采用车载以太网不具有经济效益。智能驾驶、信息娱乐领域对数据量要求较为苛刻，而当前智能驾驶演进到L2级别，尚处于初期阶段，对高传输速率的迫切程度尚低。车身控制域对数据量要求相对较弱，用车载以太网替换CAN、LIN总线，在价格上涨的同时会出现传输速率的浪费，不具有成本优势。

　　图表：2020年90%的车内通信需求将在10 Mbps以下（2018年预测）

　　安全性也是值得考虑的因素。一方面，实时性。以太网虽然实现高速率传输性能，却是以牺牲实时性为代价的。传统以太网应用在计算机领域，些微的延时不会酿成严重的后果。但当以太网移植到汽车领域，微小的延迟可能导致一场交通事故，危及人身安全，是不被允许的。如何提升车载以太网的实时性，是大规模商用之前必须攻克的技术问题。另一方面，网络安全。车载以太网与车外网络形成互联的同时，也意味着车辆的控制权暴露在车外空间。对远程驾驶怀揣憧憬的同时，也要警惕不法分子对车辆的非法控制。

　　我们认为，CAN短期将继续作为骨干网，而LIN存在于边缘领域，保证整车成本可控。FlexRay凭借其高可靠性，在高端车型的底盘总线中满足硬实时的要求。车载以太网在信息娱乐系统和智能驾驶系统开始初步渗透。

　　我们判断当车载以太网成本压降到可接受水平，且安全性得以保障时，将成为整车的骨干网络，发挥中枢神经的作用。

　　PoE是解决以太网成本高的技术。PoE（Power over Ethernet，以太网供电）是一个同时在以太网上实现数据传输和直流电供电的技术。汽车每一个控制器都是用电器，当前供电线与数据传输线是分离的，至少同时连接两根线束才能实现供电与通信。PoE技术能够有效减少线束数量，汽车轻量化的同时实现成本下降。不过，当前PoE技术有待进一步改进。据以太网联盟2020调查显示，80%的受访厂商认为当下PoE技术仍存在稳定性问题，且相关产业链支持尚未完善。

　　TSN是解决以太网实时性的技术。TSN是为了解决传统以太网数据传输延迟问题的技术。TSN技术中将数据流量分为时间敏感型与非时间敏感型数据，其中时间敏感型的优先级较高。首先对全局时间进行同步（global time），并为每个数据流按优先级分配时间表（schedule），所有数据流按分配的时间进行传输。我们认为，TSN技术的应用有望使延时小于1毫秒，使得以太网技术全面满足车规要求。

　　我们认为车载以太网将构成汽车骨干网，在信息娱乐系统和智能驾驶系统中全面替代各类总线，但车身控制域中在较长一段时间内，具有更高可靠性和较低成本的CAN、LIN技术仍具有较强竞争力。届时，车内各个域控制器之间通过车载以太网进行通信，信息娱乐系统与智能驾驶系统内部完全以车载以太网进行通信。在车身控制域内，可靠性的要求更加严格、且部分功能无需采用过高带宽的总线，CAN、LIN在特定域内将继续发挥作用。

　　注：1TPCE指“1个双绞线的百兆以太网”、RTPGE指“简化的双绞线千兆以太网”

　　但未来，我们认为随着车载以太网可靠性继续提升、成本继续压降，全面采用车载以太网同样具有想象空间。以太网物理层标准，除前文提到的100BASE-T1、1000BASE-T1外，还包括10BASE-T1S等。传输速率仅10 Mbps的10BASE-T1S志在取代传统CAN线网络。我们认为，当车载以太网产品以更优性价比覆盖各个速率范围时，有望全面替代车内总线网络。

　　硬件层面，车载以太网的接口电路主要由MAC控制器和物理层接口PHY芯片两大部分构成。集成方式上，嵌入式芯片厂商一般会将MAC集成在MCU/CPU内部，而PHY芯片则由OEM或控制器供应商提供独立芯片。PHY与MAC之间通过MII接口（media independent interface，媒体独立接口），在MAC结构不发生变化的情况下，更换不同PHY芯片不会影响车内通信。

　　PHY芯片部署在以太网拓扑架构中的各个节点，进一步通过双绞线实现数据传输。PHY物理层是车载以太网物理接口收发器，连接物理介质（如双绞线等）与MAC层，将MAC传送过来的并行数据转化为串行流数据，再将数字信号变为模拟信号后输出到物理介质，或者反向传输。交换芯片主要部署在中央网关和每一个分域网关，其工作在Layer2，基于MAC地址进行交换。网关芯片方面，新的E/E架构采用面向服务的网关，所需性能将倍增于当前的车载网关微控制器，对算力、功能安全、信息安全等方面均有较高要求。

　　以Aquantia的ADAS以太网架构为例，每一个传感器（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，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而来的数据。

　　供应商方面，目前车载以太网PHY芯片的主要供应商有Marvell、博通、Microchip、瑞昱和NXP。根据佐思汽研的估计，Marvell和博通的市占率达到60%，市场份额较为集中，反映市场潜力大，但技术门槛相对较高。目前市面上主流产品以100M及以下为主；2019年才有1G的车载以太网PHY芯片量产。2020年11月，博通宣布推出的BCM8989X是业内第一个对应NGBase-T1标准的多G车载PHY芯片，其量产预计在2021年底或2022年。而10Gbps车载PHY芯片当前仅有Aquantia（已被Marvell收购）的AQV107。交换芯片的供应商主要是Marvell、博通、NXP和台湾瑞昱。

　　注：单价口径以采购100个产品的单价为准；除了Marvell产品，其他4款均为车载PHY芯片。

　　当前车载以太网的应用场景主要在于主干网和ADAS域、IVI信息娱乐域，因此，我们在测算模型仅考虑ADAS、IVI两个域中的PHY芯片用量，主干网中的PHY芯片价值量并入交换芯片中测算。值得注意的是，我们认为未来随着车内以太网进一步向车内其他领域渗透，PHY芯片市场空间有望持续增加。

　　我们延用此前在《车用处理器》报告中的ADAS渗透率的假设，以及中金汽车组对国内整车出货量的预测，同时假设以太网在L0/L1/L2级别的ADAS中的渗透率分别从2020年的5%/10%/30%增长到2025年的40%/60%/80%；在L3以上级别中的渗透率为100%。综合来看，车载以太网在ADAS中的渗透率将从2020年的5%提升至2025年的52%。

　　我们假设使用以太网作为通信的ADAS系统中，在每个传感器末端都要配置1颗PHY芯片。结合我们对不同级别自动驾驶中传感器（主要包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达）的单车用量的假设，我们预计ADAS系统中单车的PHY芯片用量将从2020年的2.3个/车增长至2025年13.5个/车，国内市场需求总量将达到4.31亿个。

　　我们认为PHY芯片在IVI信息娱乐系统中部署于导航系统的功放、T-box等无线模块中，以及娱乐信息显示屏中。我们假设以太网在前装导航系统和娱乐显示屏的渗透率分别从2020年的5%/20%增长到2025年的50%/80%。我们最终预计IVI系统中单车的PHY芯片用量将从2020年的0.2个/车增长至2025年1.7个/车，国内市场需求总量将达到0.54亿个。

　　PHY芯片单价：我们结合供应商渠道当前售价及产业链调研，估测2020年PHY芯片均价在20元/个——100M产品占出货量比重较高，大批量采购的价格低于渠道商官方披露的采购量为100个时的单价。我们考虑到远期在ADAS、IVI系统中主要使用的是1G及以上的PHY芯片，未来随着高速率PHY芯片占比的逐步提升，有望抵消单一型号芯片价格的下降，我们2020-25年PHY芯片的ASP按照同比10%的增速增长。

　　综上，我们预计2025年，国内的车用PHY芯片市场规模有望达到156亿元，相较于2020年的12亿元体量，对应66%的CAGR，市场空间充沛，潜力较大。

　　我们根据当前市场车载以太网交换芯片市场情况，假设车载交换芯片均采用更多资讯可关注第一黄金网微信公众号更多精彩财经资讯，点击这里下载第一黄金网APP31收藏标签：

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