4月29日,納芯微推出一款基于全國產(chǎn)供應鏈的車規(guī)級SerDes芯片組。該芯片組包括單通道的加串器芯片NLS9116和四通道的解串器芯片NLS9246,從晶圓到封測全部采用國產(chǎn)供應鏈,無對外采購。此外,芯片組采用兼容性更強的HSMT公有協(xié)議,支持ADAS(攝像頭、域控制器)及智能座艙(攝像頭、顯示屏、域控制器)系統(tǒng)中的高速數(shù)據(jù)傳輸場景,可為汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化提供關鍵基礎支撐。
全國產(chǎn)供應鏈+HSMT公有協(xié)議
隨著汽車智能化的發(fā)展,車載攝像頭、顯示屏、激光雷達等設備劇增,數(shù)據(jù)傳輸量呈指數(shù)級上升,SerDes作為高帶寬、低延時、低功耗的數(shù)據(jù)傳輸方案代表,在滿足攝像頭、座艙顯示屏等高像素、高分辨率圖像傳輸?shù)确矫婢哂歇毺貎?yōu)勢。以L2/L3級的智能汽車為例,平均每車搭載8-16顆加串器和2-4顆解串器;更高階的高端車型在新增側視激光雷達、電子后視鏡的情況下,對SerDes芯片的數(shù)量要求更多。
然而,目前SerDes芯片領域仍由國際廠商主導。據(jù)QY Research數(shù)據(jù),全球車載SerDes芯片第一梯隊供應商為德州儀器(TI)和ADI,2023年二者占據(jù)92%的市場份額。而且國際主流廠商多基于私有協(xié)議如GMSL、FPD-Link等,進行產(chǎn)品開發(fā),形成了SerDes芯片組的“生態(tài)綁定”,汽車廠商在選型芯片時靈活性受限。
納芯微NLS9116和NLS9246采用全國產(chǎn)供應鏈+HSMT公有協(xié)議的模式,為國產(chǎn)汽車供應鏈提供更加安全可控,更具彈性的供應鏈。根據(jù)納芯微電子產(chǎn)品線市場總監(jiān)兼高速接口負責人楊礬的介紹,新推出的芯片組實現(xiàn)全鏈條國產(chǎn)化,晶圓代工來自國內 Top 晶圓廠車規(guī)級產(chǎn)線,封裝測試由納芯微自有產(chǎn)線及國內主力封裝廠完成,關鍵 IP 全自研,無對外采購。且芯片組已與國內頭部 ADAS 廠商開展測試合作,目標今年實現(xiàn)客戶端量產(chǎn)。國產(chǎn)化供應鏈避免了海外依賴,提升供應鏈安全性,同時通過自主設計與本土制造降低成本,符合主機廠對性價比與供應鏈彈性的需求。
在傳輸協(xié)議方面,目前全球共有三種公有SerDes傳輸協(xié)議。一是ASA聯(lián)盟的ASA - ML,二是MIPI聯(lián)盟的A - PHY,三是中國汽標委2023年發(fā)布了HSMT標準。HSMT與A-PHY是國內廠商的主要方向。然而,A-PHY 存在兩點不足:首先,速率規(guī)格跳過 6Gbps主流區(qū)間(NRZ 僅到 4Gbps,PAM-4 直接到 8Gbps),廠商需額外設計 6.4Gbps 等非標速率,影響互聯(lián)互通;其次,未規(guī)定前向糾錯碼(FEC),廠商自研糾錯機制導致兼容性問題。而HSMT 由汽標委主導,聯(lián)合國內車廠、Tier 1 與半導體廠商開發(fā),速率支持 NRZ 到 8Gbps,明確規(guī)定里德-所羅門前向糾錯碼及物理層重傳機制,協(xié)議成熟度更高,且車廠與 Tier 1 強力推動,互聯(lián)互通進展優(yōu)于 A-PHY。
具備五大優(yōu)勢
SerDes是Serializer(串行器)和Deserializer(解串器)的縮寫,其功能主要是在發(fā)送端將多路低速并行信號轉換為一路高速串行信號,在接收端則反之,在汽車電子中是一種用于高速串行通信的集成電路,將多個并行數(shù)據(jù)信號拆分為較小的數(shù)據(jù)塊,并以串行方式進行傳輸,然后在接收端將這些數(shù)據(jù)塊重新組合成完整的并行數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)汽車采用以CAN總線為主、Lin總線為輔的車載內部通信網(wǎng)絡。但在智能汽車中,隨著自動駕駛(ADAS/ADS)和智能座艙的發(fā)展,攝像頭、雷達、LiDAR 及高清顯示屏等設備數(shù)量增多,數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長。一顆800萬像素攝像頭在高速、無損、無延遲傳輸時,按照RGB三色24bit,攝像頭30幀計算,每秒產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量高達5.75Gbps帶寬,傳統(tǒng)的CAN/LIN總線已難滿足需求。
SerDes 芯片可將這些設備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),以高速、低延遲的方式傳輸?shù)杰噧鹊闹骺匦酒蚱渌幚韱卧M行分析和處理,也能把主控芯片的內容傳輸?shù)斤@示屏進行顯示。是汽車當中看似不起眼,但十分關鍵的組件之一。
納芯微基于 HSMT 協(xié)議的加串器和解串器產(chǎn)品具備五大優(yōu)勢:一是成熟車規(guī)體系。納芯微自 2020 年全面投入汽車領域,建立 IPD 全流程管控體系,車規(guī)模擬產(chǎn)品發(fā)貨量國內領先,質量表現(xiàn)對標國際一流。二是一站式解決方案。不僅提供 SerDes 接口芯片,同步推出攝像頭 PMIC、路徑保護等配套模擬芯片,覆蓋電源到接口的全需求。三是全國產(chǎn)供應鏈。從晶圓到封測的全國產(chǎn)供應鏈,提供更好的交付和成本控制能力。四是豐富維測功能與互聯(lián)互通。集成 TDR 故障定位、接插件診斷等功能,加速問題排查。五是嚴格遵循 HSMT 協(xié)議,實現(xiàn)芯片級收發(fā)解耦,完成與國內另一 HSMT 廠商的互聯(lián)互通測試(支持圖像流、控制流互操作),是行業(yè)首個實現(xiàn)公有協(xié)議芯片級互通的企業(yè),提升供應鏈彈性。
產(chǎn)品向中高端延伸
車載環(huán)境中存在大量電磁干擾源,如引擎、電動機、無線電通信設備等。SerDes 芯片在車輛行駛過程中穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù),不受外界干擾影響,確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性,在技術上頗具挑戰(zhàn)性。
楊礬介紹,在抗干擾性方面,納芯微 SerDes 產(chǎn)品通過 8 千伏 ESD 沖擊無誤碼測試(圖像傳輸無失真),ESD 等級優(yōu)于國際競品;HSMT 協(xié)議的 FEC 與重傳機制進一步增強抗干擾能力,綜合性能達到品類領先。硬件層面支持 Pin-to-Pin替代ADI/TI 產(chǎn)品,客戶無需重新 Layout,僅需通過我們提供的 SDK 進行軟件適配即可快速切換。
在市場層面,SerDes 芯片也具有潛力。目前汽車智能座艙中的中控顯示屏、儀表盤、后視鏡顯示器等均需要顯示高清的多媒體內容、車輛信息以及與手機等設備的互聯(lián)信息。SerDes 芯片能夠以高速率、低延遲的方式傳輸視頻信號,保證顯示內容的及時性和清晰度,從而提升駕乘人員的座艙體驗。資料顯示,當前單車搭載SerDes芯片價值大約是幾十美元左右,未來隨著攝像頭、顯示屏數(shù)量的增多,單車價值還有望繼續(xù)增加。
納芯微也重點布局投入SerDes 芯片領域,當前發(fā)布的6.4Gbps 產(chǎn)品可以覆蓋主流需求,同時公司已經(jīng)布局 12.8Gbps(PAM-4)的產(chǎn)品研發(fā),預計明年將會推出。未來,納芯片的SerDes 芯片產(chǎn)品將覆蓋從低速到高速、攝像頭到顯示屏的全場景,滿足不同車型需求。