熵减:Serdes行业的演变
SerDes(串行解串器)技术作为高速信号传输的重要基础,最初广泛应用于电信、消费电子和数据中心领域。近年来,随着新能源汽车爆发式增长,SerDes已成为智能汽车摄像头、雷达、信息娱乐系统的关键支撑。当前的主流车型配置都有10颗以上的摄像头,L2/L3级智能车需8~16颗串行器和2~4颗解串器(四合一解串器)。2023年,全球汽车SerDes市场规模超过100亿元人民币,且仍保持高速增长。到2025年,中国汽车销量将达3000万辆,单车SerDes芯片用量有望达到14颗,这是一个巨大的市场。
行业早期SerDes协议大多为私有。德州仪器(TI)的FPD-Link、ADI的GMSL、罗姆的Clockless Link等均是全球主流私有SerDes方案。这些协议长期主导车载摄像头和显示领域,具备极高可靠性和技术水准。然而,由于不互通,用户只能选择某一品牌全套芯片,导致系统集成受限,抬高了成本。例如,若选用ADI GMSL方案,则sensor端也只能用兼容方案。而且在未有充分竞争的市场格局下,这些Serdes厂商的姿态都比较高,获取Support的渠道非常有限,效率也很低,我至今对疫情区间做GMSL的Serdes适配的痛苦经历记忆尤新。
随着市场对互联互通和生态开放的需求提升,开放协议迅速崛起。MIPI联盟2020年发布A-PHY v1.0,支持单通道16Gbps、扩展至48Gbps,2024年A-PHY v2.0更将速率提升至32Gbps(下行),上行带宽提升8倍至1.6Gbps。
2019年,宝马、福特、大陆集团、博通、Fraunhofer IIS、NXP、Marvell和Microchip、沃尔沃作为创始成员,建立了汽车SerDes联盟,联合国际知名车载产品供应商为成员,制定和发布了ASA Motion Link (ASA-ML)通信协议,以推动不同芯片厂家的SerDes产品的互联互通。国内也有芯片厂商推出了基于ASA-ML的Serdes,比较有代表性的是景略半导体、仁芯科技,并可提供批量供货。
中国HSMT标准(名称为《车载有线高速媒体传输系统技术要求及试验方法》,英文为 Technical Requirements and Test Methods of Automotive Wired High-Speed Media Transmission System,简称HSMT)由中国信通院、一汽等单位牵头,联合23家主机厂和芯片厂商制定,2021年获工信部立项。HSMT采用NRZ(2~8Gbps)与PAM4(6.4~12.8Gbps)调制,具备插损补偿30dB@3GHz、RS-FEC前向纠错、TDR故障定位等优势。开放协议使产业链自主掌控力提升,芯片、模块、系统厂商可灵活搭配,促进行业有序合作。
这里是一个HSMT,APHY,ASA的标准对比:
HSMT代表玩家包括纳芯微、瑞发科和首传微。纳芯微2024年4月发布完全国产供应链、基于HSMT协议的NLS9116加串器和NLS9246解串器,并在业内率先完成芯片级协议互联互通测试,获国内头部ADAS客户认可。瑞发科自2016年切入汽车SerDes,2024年4月宣布HSMT标准芯片量产突破400万颗,Q4预计破1000万颗,产品线覆盖2Gbps-12.8Gbps,支持最高1700万像素摄像头,并率先获得AEC-Q100、ISO26262 ASIL-B/D等三证。瑞发科与美商头部企业成为全球唯二量产超12G PAM4车载SerDes厂商。首传微则创造性推出兼容MIPI A-PHY与HSMT双协议的系列芯片,可实现2-8Gbps全覆盖,并参与2024年2月Valens组织的MIPI A-PHY跨厂互通测试,顺利实现互操作。技术创新和标准参与让中国厂商实现了从“跟跑”到“并跑”甚至“领跑”的跃迁。
综上述,今天的SerDes领域正在形成新的竞争格局:国际巨头依然保持技术领先,但已不能高枕无忧;中国厂商虽然仍在追赶,但已经具备了参与竞争的能力;开放的IP生态让更多中小设计公司能够涉足这一高技术门槛领域。这种多元化的竞争格局,最终将推动整个行业的技术进步和成本优化,这便是Serdes行业以技术创新为驱动力的“熵减”进程。
 Vector作为独立的工具厂商,提供行业各种类型Serdes传感器的数据测量与采集,模块化设计可以让用户非常便捷地选择不同类型的板卡,以支持不同SerDes,目前已经支持的有FPD-LINK 3&4,GMSL2&3,APHY,ASA-ML和HSMT也在路上了。

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