集成电路行业车载以太网专题报告：车载以太网芯片需求持续增长，自主可控方兴未艾

集成电路板块近一年市场表现 资料来源：最闻 首选股票评级 相关报告： 分析师：叶中正 执业登记编码：S0760522010001邮箱：yezhongzheng@sxzq.com谷茜 执业登记编码：S0760518060001电话：0351-8686775 邮箱：guqian@sxzq.com 投资要点： 以太网逐步渗透车载网络，向更高速率演进。在汽车电动化趋势下，车内信息传输量持续提升，域/跨域集中式架构逐渐成为智能驾驶汽车的主流。传统车载网络以CAN总线为主，LIN总线为辅，多种总线技术并存。车载以太网具有数据传输能力高、可靠性好、EMI/功耗/延迟低、线束轻量化等优势。随着汽车智能化发展，车载以太网将率先应用于智能座舱和辅助驾驶，在未来逐步替代整车通信架构。 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。车载以太网主要对物理层进行修改，使用一对非屏蔽双绞线进行全双工信息传输，降低80%的连接成本和30%的线缆重量。在车载以太网芯片方面，随着车内传感器数量的不断增加，芯片需求量也快速提升。物理层芯片通过物理层接口与MAC层进行数据交换，目前单车用量在几个到十几个之间。根据中汽中心数据，预计2025年中国以太网物理层芯片搭载量将超过2.9亿片，中国大陆的市场规模有望突破120亿元，近五年CAGR为30%以上。与物理层芯片相比，SerDes芯片主要应用于高带宽、低成本、摄像头和显示屏之间的高速数据传输。据盖世汽车预测，预计2025年平均单车摄像头搭载量约10颗，对应SerDes芯片用量约20个；未来十年全球车载SerDes芯片市场规模将朝百亿美元高速发展，其中中国市场有望占比四成。 星形拓扑凸显TSN交换芯片需求，预计2025年ASP约为1250元。链路层的TSN交换芯片通过PHY与MAC的配合或集成来实现更高层的网络交换功能，基于星形拓扑结构，若汽车以太网节点超过两个则需要交换机连接各个总线系统，目前单车搭载量约为3个。据Mouser统计，预计到2025年，国内车载以太网交换芯片市场规模达到137亿元，近五年CAGR为63%。单车价值量方面，假设到2025年，单车平均搭载10个摄像头/显示屏、10个雷达和3个交换机，对应单车以太网及SERDES芯片用量约为10对SERDES+10个PHY+3个交换+1个网关芯片，预计到2025年平均单车SERDES+以太网芯片合计价值量约为1250元。 MIPIA-PHY：车载以太网、CAN协议之外的较好补充。MIPIA-PHY作为标准化SerDes物理层规范，丰富并优化了现有车载网络的集成。MIPIA-PHY实现车内SerDes链路精简化，大幅减少了收发器的使用，降低了智能汽车整体成本。根据A2MAC的数据，基于MIPIA-PHY的解决方案能让汽车总系统成本降低15%，线束成本减低59%，连接器成本降低74%。MIPIA-PHY生态系统逐步完善，已有数十家客户正在评估芯片方案的车载实践。 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明1 行业研究/行业专题报告 2023年7月3日 车载以太网芯片需求持续增长，自主可控方兴未艾 领先大市-A(首次) 车载以太网专题报告 集成电路 MIPI联盟还推出了MIPI车载SerDes解决方案（MASS），以支持ADAS和 IVI的高效连接。 投资建议：车载以太网芯片需求持续增长，自主可控方兴未艾。全球车载以太网物理层芯片和交换机（美满/博通/瑞昱）、SerDes芯片（德仪/美信）市场基本由境外企业主导，竞争格局高度集中。在芯片国产化的大趋势下，自主品牌开始发力，不断提升产品性能，逐步打破境外垄断的局面。建议持续关注以太网物理层芯片境内稀缺自主供应商裕太微-U，以及视频桥接/高速传输芯片境内领先的自主供应商龙迅股份。 风险提示：汽车智能化发展/车载以太网渗透不及预期的风险；半导体行业周期性及政策变化波动风险；市场竞争风险；技术持续创新能力不足的风险；客户、供应商集中度较高的风险等。 目录 1.以太网逐步渗透车载网络，向更高速率演进7 1.1汽车电气架构向中央集中式演进7 1.2车载以太网将成下一代汽车网络关键技术7 1.3以太网不断向更高传输速率进阶，逐步渗透车载网络9 2.车载以太网物理层芯片规模快速增长，预计2025年ASP约1250元12 2.1车载以太网标准主要涉及物理层和链路层12 2.2BroadR-Reach技术可降低80%的连接成本14 2.3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15 2.3.1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15 2.3.2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19 2.3.3为满足数据高速传输需求，车载SerDes芯片用量逐渐增长21 2.3.4车载SerDes芯片市场集中度高，本土供应商逐渐崭露头角23 2.4星形拓扑凸显TSN交换芯片需求，车载以太网交换芯片规模快速增长24 2.4.1星形拓扑结构下以太网节点增加，TSN交换芯片需求凸显24 2.4.2车载以太网交换芯片需求量快速增长，市场格局高度集中27 2.5预计2025年车载以太网+SerDes芯片ASP约1250元28 3.MIPIA-PHY：车载以太网、CAN协议之外的较好补充30 3.1车载MIPIA-PHY物理层协议能够提升性能、降低成本30 3.2MIPIA-PHY精简车载传输架构，MASS方案实现降本增效32 4.逐步打破海外垄断，车载以太网芯片的自主可控方兴未艾34 4.1裕太微-U（688515.SH）：境内稀缺以太网物理层芯片自主供应商34 4.2龙迅股份（688486.SH）：桥接/传输芯片境内领先的自主供应商36 5.投资建议：车载以太网芯片需求持续增长，自主可控方兴未艾38 6.风险提示40 6.1行业风险40 6.2技术风险40 6.3经营及财务风险41 图表目录 图1：EE架构持续向中央集中式演进7 图2：主流车用网络系统架构图8 图3：以太网应用分类10 图4：车载以太网技术发展路线11 图5：车载以太网的演进（第一、二阶段）11 图6：车载以太网四大标准化组织12 图7：传统以太网与车载以太网的技术协议规范对比13 图8：常规以太网vs汽车以太网物理层技术14 图9：BroadR-Reach的100Mbit/s汽车以太网解决方案15 图10：以太网物理层芯片工作原理16 图11：车载以太网物理层芯片作为独立芯片存在16 图12：全球以太网物理层芯片市场规模（亿元）及增速（%）17 图13：中国大陆以太网物理层芯片市场规模（亿元）及增速（%）17 图14：车载以太网ADAS的基本网络拓扑结构18 图15：车载以太网技术发展历程19 图16：以太网物理层芯片市场份额（%）19 图17：车载以太网物理层芯片市场份额（%）19 图18：车载SerDes主要用于车载摄像头到ECU的长距离传输等场景21 图19：从摄像头到显示器，SerDes芯片为各种路径提供通信接口22 图20：TSN消除了传统以太网由于多流并发导致的不确定性，对具有关键时间约束的应用尤为重要24 图21：车载以太网OSI模型中，TSN标准主要在第二层的链路层25 图22：以太网交换机降低了ADAS和信息娱乐域的摄像头部署成本26 图23：面向域控制器的混合车载网络架构27 图24：中国大陆以太网交换芯片市场规模（亿元）及增速（%）28 图25：中国车载以太网交换芯片市场规模（亿元）及增速（%）28 图26：MIPI协议在多媒体的应用规范30 图27：基于MIPIA-PHY的解决方案具有明显的成本优势31 图28：MIPIA-PHY生态系统持续发展，Valens已与多家客户达成合作32 图29：A-PHY的典型非对称结构连接简化了车载拓扑结构33 图30：车载MASS解决方案34 图31：公司营业收入及同比增速（万元，%）35 图32：公司归母净利润及同比增速（万元，%）35 图33：公司主营产品收入结构（%）36 图34：公司主营产品毛利率（%）36 图35：公司营业收入及同比增速（万元，%）37 图36：公司归母净利润及同比增速（万元，%）37 图37：公司主营产品收入结构（%）38 图38：公司主营产品毛利率（%）38 表1：车载以太网与其他总线的性能对比9 表2：裕太微-U车载百兆以太网物理层芯片与竞品的指标对比20 表3：不同ADAS等级搭载摄像头类型及数量22 表4：目前车载SerDes芯片领域内可用的解决方案23 表5：交换芯片和物理层芯片的区别26 表6：以太网+SERDES芯片单车价值量测算（美元）29 表7：可比公司估值比较（裕太微-U为万得一致预期，龙迅为山证预测）39 1.以太网逐步渗透车载网络，向更高速率演进 1.1汽车电气架构向中央集中式演进 集中式架构成智能驾驶主流，以太网在中心节点占据优势地位。电子电气构架的演进为提升智能驾驶能力提供了坚实的基础。在自动驾驶、智能座舱、电动化等趋势的推动下，汽车所需功能增多，信息传输量及算力需求持续增长，传统分布式架构在可拓展性与通信性能方面难以满足产品需求。域/跨域集中式架构逐渐成为智能驾驶汽车的主流，同时多个域控制器将继续融合，从而形成中央计算单元与各个区域控制器的最终形态；叠加以太网及TSN满足实时计算、高速数据传输、低延迟及时间同步需求，最大化满足智能网联汽车发展所需的软件需求。车载通信中，以太网在中心节点逐渐占据了优势地位。 图1：EE架构持续向中央集中式演进 资料来源：艾瑞咨询，山西证券研究所 1.2车载以太网将成下一代汽车网络关键技术 经过多年发展，车载网络已形成以CAN总线为主流，多种总线技术并存的解决方案。目前车辆使用的总线技术有CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS及车载以太网等，主要以CAN总线为主，LIN总线为辅。CAN主要用于车上控制数据的传输，是现役车载网络应用最为广泛的标准协议；LIN是一种低成本通用串行总线，为CAN总线提供辅助功能，主要用于汽车内的车门、天窗、座椅控制等，CAN、LIN的成本和传输速率较低。FlexRay是继CAN和LIN之后的新一代汽车控制总线技术，与CAN相比拥有更高的带宽，但需加入标准组织、成本较高，主要适用于中高端车中的线控系统；MOST在车载多媒体数据传输的应用 较多，但由于供应商单一、基础开发成本较高。LVDS是一种低压差分信号技术接口，在汽车领域主要用于显示屏和摄像头之间的图像数据信号传输。 图2：主流车用网络系统架构图 资料来源：搜狐网百佳泰检测认证，山西证券研究所 车载以太网提供高带宽和轻量化线束、性价比较高，将成为下一代汽车网络的关键技术。由于CAN总线只能实现半双工通讯，且传输速度较低，不符合汽车智能化、网联化趋势下对实时高速双向数据交互的需求。随着近年来汽车电子化浪潮的快速发展，汽车内部电子电气元器件的数量和复杂度大幅提升，单车ECU数量已逐渐从20-30个发展到100多个，部分车辆线束长度已高达2.5英里，传统分布式架构已经不能满足汽车智能化时代的发展需求，所以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。与传统的车载网络不同，车载以太网可以提供带宽密集型应用所需的更高数据传输能力，同时其技术优势可以很好地满足汽车高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟、轻量化等方面的要求，将成为下一代汽车网络的关键技术。 表1：车载以太网与其他总线的性能对比 CAN LIN FlexRay MOST LVDS 车载以太网 主要应用场景 汽车空调、电子指示、故障显示 灯光、门锁、天窗、座椅控制等 引擎控制、ABS、悬挂控制、线控 娱乐系统、汽车导航系统 显示屏和摄像头之间的数据传输 ADAS云存储、雷达、摄像头 拓扑结构 线型总线 线型总线 星型拓扑 环型拓扑 点对点 交换机式通信方式 传输介质 非屏蔽双绞线 单线 非屏蔽双绞线 UTP/光