4月29日,纳芯微推出一款基于全国产供应链的车规级SerDes芯片组。该芯片组包括单通道的加串器芯片NLS9116和四通道的解串器芯片NLS9246,从晶圆到封测全部采用国产供应链,无对外采购。此外,芯片组采用兼容性更强的HSMT公有协议,支持ADAS(摄像头、域控制器)及智能座舱(摄像头、显示屏、域控制器)系统中的高速数据传输场景,可为汽车智能化、网联化提供关键基础支撑。
全国产供应链+HSMT公有协议
随着汽车智能化的发展,车载摄像头、显示屏、激光雷达等设备剧增,数据传输量呈指数级上升,SerDes作为高带宽、低延时、低功耗的数据传输方案代表,在满足摄像头、座舱显示屏等高像素、高分辨率图像传输等方面具有独特优势。以L2/L3级的智能汽车为例,平均每车搭载8-16颗加串器和2-4颗解串器;更高阶的高端车型在新增侧视激光雷达、电子后视镜的情况下,对SerDes芯片的数量要求更多。
然而,目前SerDes芯片领域仍由国际厂商主导。据QY Research数据,全球车载SerDes芯片第一梯队供应商为德州仪器(TI)和ADI,2023年二者占据92%的市场份额。而且国际主流厂商多基于私有协议如GMSL、FPD-Link等,进行产品开发,形成了SerDes芯片组的“生态绑定”,汽车厂商在选型芯片时灵活性受限。
纳芯微NLS9116和NLS9246采用全国产供应链+HSMT公有协议的模式,为国产汽车供应链提供更加安全可控,更具弹性的供应链。根据纳芯微电子产品线市场总监兼高速接口负责人杨矾的介绍,新推出的芯片组实现全链条国产化,晶圆代工来自国内 Top 晶圆厂车规级产线,封装测试由纳芯微自有产线及国内主力封装厂完成,关键 IP 全自研,无对外采购。且芯片组已与国内头部 ADAS 厂商开展测试合作,目标今年实现客户端量产。国产化供应链避免了海外依赖,提升供应链安全性,同时通过自主设计与本土制造降低成本,符合主机厂对性价比与供应链弹性的需求。
在传输协议方面,目前全球共有三种公有SerDes传输协议。一是ASA联盟的ASA - ML,二是MIPI联盟的A - PHY,三是中国汽标委2023年发布了HSMT标准。HSMT与A-PHY是国内厂商的主要方向。然而,A-PHY 存在两点不足:首先,速率规格跳过 6Gbps主流区间(NRZ 仅到 4Gbps,PAM-4 直接到 8Gbps),厂商需额外设计 6.4Gbps 等非标速率,影响互联互通;其次,未规定前向纠错码(FEC),厂商自研纠错机制导致兼容性问题。而HSMT 由汽标委主导,联合国内车厂、Tier 1 与半导体厂商开发,速率支持 NRZ 到 8Gbps,明确规定里德-所罗门前向纠错码及物理层重传机制,协议成熟度更高,且车厂与 Tier 1 强力推动,互联互通进展优于 A-PHY。
具备五大优势
SerDes是Serializer(串行器)和Deserializer(解串器)的缩写,其功能主要是在发送端将多路低速并行信号转换为一路高速串行信号,在接收端则反之,在汽车电子中是一种用于高速串行通信的集成电路,将多个并行数据信号拆分为较小的数据块,并以串行方式进行传输,然后在接收端将这些数据块重新组合成完整的并行数据。
传统汽车采用以CAN总线为主、Lin总线为辅的车载内部通信网络。但在智能汽车中,随着自动驾驶(ADAS/ADS)和智能座舱的发展,摄像头、雷达、LiDAR 及高清显示屏等设备数量增多,数据量呈指数级增长。一颗800万像素摄像头在高速、无损、无延迟传输时,按照RGB三色24bit,摄像头30帧计算,每秒产生的数据量高达5.75Gbps带宽,传统的CAN/LIN总线已难满足需求。
SerDes 芯片可将这些设备产生的大量数据,以高速、低延迟的方式传输到车内的主控芯片或其他处理单元进行分析和处理,也能把主控芯片的内容传输到显示屏进行显示。是汽车当中看似不起眼,但十分关键的组件之一。
纳芯微基于 HSMT 协议的加串器和解串器产品具备五大优势:一是成熟车规体系。纳芯微自 2020 年全面投入汽车领域,建立 IPD 全流程管控体系,车规模拟产品发货量国内领先,质量表现对标国际一流。二是一站式解决方案。不仅提供 SerDes 接口芯片,同步推出摄像头 PMIC、路径保护等配套模拟芯片,覆盖电源到接口的全需求。三是全国产供应链。从晶圆到封测的全国产供应链,提供更好的交付和成本控制能力。四是丰富维测功能与互联互通。集成 TDR 故障定位、接插件诊断等功能,加速问题排查。五是严格遵循 HSMT 协议,实现芯片级收发解耦,完成与国内另一 HSMT 厂商的互联互通测试(支持图像流、控制流互操作),是行业首个实现公有协议芯片级互通的企业,提升供应链弹性。
产品向中高端延伸
车载环境中存在大量电磁干扰源,如引擎、电动机、无线电通信设备等。SerDes 芯片在车辆行驶过程中稳定传输数据,不受外界干扰影响,确保数据的准确性和完整性,在技术上颇具挑战性。
杨矾介绍,在抗干扰性方面,纳芯微 SerDes 产品通过 8 千伏 ESD 冲击无误码测试(图像传输无失真),ESD 等级优于国际竞品;HSMT 协议的 FEC 与重传机制进一步增强抗干扰能力,综合性能达到品类领先。硬件层面支持 Pin-to-Pin替代ADI/TI 产品,客户无需重新 Layout,仅需通过我们提供的 SDK 进行软件适配即可快速切换。
在市场层面,SerDes 芯片也具有潜力。目前汽车智能座舱中的中控显示屏、仪表盘、后视镜显示器等均需要显示高清的多媒体内容、车辆信息以及与手机等设备的互联信息。SerDes 芯片能够以高速率、低延迟的方式传输视频信号,保证显示内容的及时性和清晰度,从而提升驾乘人员的座舱体验。资料显示,当前单车搭载SerDes芯片价值大约是几十美元左右,未来随着摄像头、显示屏数量的增多,单车价值还有望继续增加。
纳芯微也重点布局投入SerDes 芯片领域,当前发布的6.4Gbps 产品可以覆盖主流需求,同时公司已经布局 12.8Gbps(PAM-4)的产品研发,预计明年将会推出。未来,纳芯片的SerDes 芯片产品将覆盖从低速到高速、摄像头到显示屏的全场景,满足不同车型需求。