未來(lái)智能化自動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展一直受很多的不確定因素左右著，我們偶爾會(huì)聽(tīng)到或者看到一些關(guān)于未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的新聞，各種傳感器，智能應(yīng)用，大數(shù)據(jù)建設(shè)等應(yīng)用會(huì)在汽車(chē)中大幅應(yīng)用，不久的將來(lái)，我們會(huì)看到這些技術(shù)集于一身的智能化汽車(chē)。

此外，目前的L2級(jí)自動(dòng)駕駛以及功能不斷豐富的信息娛樂(lè)系統(tǒng)，已經(jīng)對(duì)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的低延遲、高帶寬提出了要求。越來(lái)越多的汽車(chē)制造商正在車(chē)內(nèi)擴(kuò)展以太網(wǎng)技術(shù)以應(yīng)對(duì)線(xiàn)束輕量化，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延和可靠性的需求。

目前，全球主要的車(chē)載以太網(wǎng)技術(shù)提供商包括Broadcom、Marvell、Microchip、NXP、TE Connectivity、Infineon、Realtek和Toshiba等企業(yè)。

而在全球半導(dǎo)體行業(yè)加快橫向整合的大背景下，車(chē)載以太網(wǎng)領(lǐng)域的兼并購(gòu)也在加速。

近日，Marvell宣布全資(大約4.52億美元)收購(gòu)初創(chuàng)公司Aquantia(尚未實(shí)現(xiàn)盈利)，補(bǔ)充現(xiàn)有產(chǎn)品組合，并擴(kuò)大了其在Multi-Gig 2.5G/5G/10G以太網(wǎng)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額。

其中，Aquantia的Multi-Gig汽車(chē)以太網(wǎng)技術(shù)，加上Marvell的gigabit PHY和安全網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，組合成高速車(chē)載網(wǎng)絡(luò)解決方案，并支持L4級(jí)和L5級(jí)自動(dòng)駕駛成為可能。

此外，Marvell還將獲得Aquantia的現(xiàn)有業(yè)務(wù)關(guān)系。這包括Aquantia與英偉達(dá)合作開(kāi)發(fā)的Xavier和Pegasus Drive AGX計(jì)算平臺(tái)(每秒傳輸10千兆比特)，這些系統(tǒng)有望被多家汽車(chē)制造商采用。

隨著汽車(chē)行業(yè)越來(lái)越多地采用車(chē)載以太網(wǎng)作為主流配置，相關(guān)端口的數(shù)量預(yù)計(jì)將大幅增長(zhǎng)超過(guò)60%，從2018年的5300萬(wàn)個(gè)增長(zhǎng)到2022年的3.67億個(gè)。

眾所周知，傳統(tǒng)的車(chē)載CAN標(biāo)準(zhǔn)用于連接門(mén)控制器和傳輸系統(tǒng)，帶寬從小于1兆到每秒10兆不等(而從安全性角度，CAN網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有足夠的能力來(lái)承擔(dān)有效傳輸和保護(hù)消息所需的加密)。LIN代表本地互連網(wǎng)絡(luò)，目標(biāo)應(yīng)用程序包括可調(diào)側(cè)后視鏡。其他車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括MOST和LVDS(攝像頭主要傳輸網(wǎng)絡(luò))。

以太網(wǎng)目前在汽車(chē)內(nèi)部使用，以支持每秒100兆到1000兆的網(wǎng)絡(luò)。隨著車(chē)內(nèi)越來(lái)越多的系統(tǒng)連接到相同的傳感器上，并相互交換信息和云計(jì)算，對(duì)帶寬的要求也越來(lái)越高。

例如，當(dāng)汽車(chē)駛離停車(chē)位時(shí)，后置攝像頭不僅向儀表盤(pán)傳輸信息，還向避碰系統(tǒng)傳輸信息。這樣，汽車(chē)就可以自動(dòng)剎車(chē)，以防其他周邊車(chē)輛或行人的盲區(qū)。

這就是以太網(wǎng)可以發(fā)揮最大作用的地方。有數(shù)據(jù)顯示，到2020年，攝像頭和顯示屏將使汽車(chē)中的高速鏈接數(shù)量增至1.5億條(屆時(shí)，新車(chē)以太網(wǎng)搭載率將達(dá)到40%)，到2030年，自動(dòng)駕駛汽車(chē)系統(tǒng)將把這一數(shù)字大幅提高至11億條。

更高的速度也需要支持汽車(chē)不斷變化的電子電器架構(gòu)。長(zhǎng)達(dá)數(shù)英里的車(chē)載線(xiàn)束，連接著上百個(gè)電子控制單元。未來(lái)，這些功能中的許多可能會(huì)被整合到中央計(jì)算機(jī)，這將從根本上改變傳統(tǒng)汽車(chē)的布線(xiàn)方式。

要知道，線(xiàn)束是汽車(chē)中最昂貴的部件之一，也是最重的之一(按照測(cè)算，以太網(wǎng)部署可以減少高達(dá)80%的連接成本和高達(dá)30%的電纜重量)。尤其是對(duì)于未來(lái)新能源純電動(dòng)汽車(chē)而言，車(chē)身重量是決定續(xù)航里程的主要因素。

嗅覺(jué)靈敏的半導(dǎo)體廠(chǎng)商，都不會(huì)放過(guò)這個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)。

全球最大的汽車(chē)芯片供應(yīng)商N(yùn)XP也在去年宣布收購(gòu)網(wǎng)絡(luò)IP初創(chuàng)公司OmniPHY，以加強(qiáng)自身的以太網(wǎng)解決方案的產(chǎn)品組合，補(bǔ)充基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的其他產(chǎn)品，包括CAN、LIN和FlexRay。

OmniPHY創(chuàng)建于2012年，目前擁有約100名員工。NXP收購(gòu)OmniPHY將重點(diǎn)布局1.25~28Gbps PHY技術(shù)和10-、100-和1000BASE-T1車(chē)載以太網(wǎng)方案。

和Marvell類(lèi)似，NXP手上還有一大利器，那就是安全網(wǎng)關(guān)。今年早些時(shí)候，NXP發(fā)布了一款名為MPC-LS的芯片組，提供“面向服務(wù)的網(wǎng)關(guān)”的計(jì)算平臺(tái)，可以監(jiān)控車(chē)輛健康狀況、執(zhí)行預(yù)測(cè)、觀(guān)察駕駛員行為，以及執(zhí)行其他功能。

該網(wǎng)關(guān)配置1個(gè)10千兆和5個(gè)千兆以太網(wǎng)接口，用于高帶寬網(wǎng)絡(luò);以太網(wǎng)包加速卸載處理器，用于實(shí)時(shí)處理CAN FD、LIN和FlexRay網(wǎng)絡(luò)中的車(chē)輛數(shù)據(jù);以及用于可信引導(dǎo)、加密和安全密鑰管理的硬件安全性。

而面向服務(wù)的網(wǎng)關(guān)與之前的傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)有很大的不同：處理能力將在每秒千兆字節(jié)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了目前網(wǎng)關(guān)中的千比特和兆比特接口。

NXP負(fù)責(zé)汽車(chē)連接和安全的副總裁Jake Alamat表示:“MPC-LS芯片組為汽車(chē)網(wǎng)關(guān)的開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)大的汽車(chē)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)的結(jié)合，可以開(kāi)啟一個(gè)汽車(chē)服務(wù)和邊緣處理的新時(shí)代。”

另一家車(chē)載以太網(wǎng)巨頭Broadcom(最早開(kāi)發(fā)符合車(chē)規(guī)的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)BroadR-Reach)，亦在不斷擴(kuò)大領(lǐng)先的市場(chǎng)份額，這家公司在今年初發(fā)布了BCM8956X，這是一個(gè)汽車(chē)多層以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品系列(集成了100BASE-T1和1000BASE-T1 PHYs)，旨在解決自動(dòng)和連接車(chē)輛對(duì)帶寬、靈活性、安全和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)日益增長(zhǎng)的需求。

集成的PCIe接口提供到主機(jī)處理器的高帶寬連接，而芯片上的第3層流加速器從計(jì)算密集型路由操作中卸載主機(jī)處理器。此外，BCM8956X還具有先進(jìn)的多級(jí)安全特性，包括用于線(xiàn)路速率加密的專(zhuān)用硬件安全模塊(HSM)塊、L2防黑客共計(jì)、深度包檢查和入侵預(yù)防報(bào)告。

此外，Broadcom已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)其汽車(chē)1000BASE-T1 PHY收發(fā)設(shè)備BCM8988X，使汽車(chē)原始設(shè)備制造商能夠立即將千兆以太網(wǎng)部署到單對(duì)UTP電纜上，用于車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

Broadcom物理層產(chǎn)品部門(mén)的高級(jí)營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Ali Abaye說(shuō):“隨著業(yè)界領(lǐng)先的安全多層交換機(jī)和千兆物理層的可用性，汽車(chē)制造商現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)和構(gòu)建千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)，以解決高速安全網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。”

將多個(gè)ecu整合到域控制器中，同時(shí)分離傳感器和高計(jì)算處理，以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化駕駛，將強(qiáng)制要求對(duì)車(chē)輛的數(shù)據(jù)主干傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行徹底變革。

一些半導(dǎo)體公司正在瞄準(zhǔn)另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)HDBaseT，由來(lái)自日韓的LG、Samsung、Sony等公司，以及以色列的半導(dǎo)體公司Valens Semiconductor組成的HDBaseT聯(lián)盟開(kāi)發(fā)。

HDBaseT并沒(méi)有像HDMI跟Display Port一樣重新設(shè)計(jì)一個(gè)新接口，而是采用以太網(wǎng)接頭，除了提供視頻信號(hào)傳輸功能外，還具有網(wǎng)絡(luò)連接以及以太網(wǎng)供電(POE)功能。

去年，該聯(lián)盟推出了支持最高18 Gbps HDMI 2.0傳輸和4K分辨率的HDBaseT參考設(shè)計(jì)。在汽車(chē)行業(yè)，HDBaseT是目前唯一能夠使用原生網(wǎng)絡(luò)，支持傳輸高達(dá)6Gbs視頻和數(shù)據(jù)流的技術(shù)，使用汽車(chē)領(lǐng)域現(xiàn)有的100BASE-T1通道，通過(guò)一根非屏蔽雙絞線(xiàn)支持傳輸15米/50英尺。

汽車(chē)以太網(wǎng)的建設(shè)勢(shì)在必行，智能化應(yīng)用大勢(shì)所向。不久的將來(lái)，未來(lái)汽車(chē)將會(huì)很快出現(xiàn)在我們的眼前，未來(lái)以來(lái)，智能以太網(wǎng)汽車(chē)的時(shí)代將會(huì)到來(lái)。