電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）以太網，一個我們已經很熟悉的技術。雖然我們在以太網的了解與應用上不斷在取得進步，但以太網在實際使用中仍然經常遇到不少挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)可能來自功率，可能來自帶寬，可能來自通信距離等等。為解決這些困難，以太網物理層PHY提供了不少助力。

以太網PHY芯片，一種物理層收發(fā)器器件，是有線通信領域常見的基礎芯片。物理層PHY指定電信號類型、信號速度、介質和連接器類型以及網絡拓撲，實施1000 Mbps的1000BASE-T、100 Mbps的100BASE-TX和10 Mbps的10BASE-T等各種以太網標準。物理層PHY接受鏈路層MAC過來的數(shù)據(jù)，進行處理后把并行數(shù)據(jù)轉化為串行流數(shù)據(jù)，按照物理層的編碼規(guī)則把數(shù)據(jù)編碼，再變?yōu)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/analog/" target="_blank">模擬信號把數(shù)據(jù)送出去。

以太網PNY芯片市場規(guī)模與格局

以太網PHY芯片是數(shù)據(jù)通訊中有線傳輸?shù)闹匾A芯片之一，產業(yè)規(guī)模方面根據(jù)中國汽車技術研究中心發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021年全球以太網物理層芯片市場規(guī)模約為120億元，2022年至2025年，全球以太網物理層芯片市場規(guī)模預計保持25%以上的年復合增長率，2025年全球以太網物理層芯片市場規(guī)模有望突破300億元。

以太網物理層芯片目前最火熱的一條賽道是車載以太網PHY芯片，在汽車電動化、智能化的發(fā)展趨勢下，車載網絡的主要形式從此前CAN總線往以太網遷移，以太網在車身上的端口數(shù)迅速增加。根據(jù)中金研究部的數(shù)據(jù)，國內車載以太網PHY芯片預計到2025年國內市場規(guī)模將迅速增長到156億元。在以太網PHY芯片市場規(guī)模穩(wěn)步增長的同時，車載以太網PHY芯片市場在強勢增長。

不論是非車載以太網PHY芯片的市場格局還是車載以太網PHY芯片的市場格局，集中度都很高，少數(shù)廠商掌握了大部分的市場份額。根據(jù)中國汽車技術研究中心有限公司的數(shù)據(jù)，美國博通、美滿電子、德州儀器、高通、微芯和中國臺灣瑞昱這幾家巨頭占據(jù)全球超過90%的市場份額。車載以太網PHY芯片上，美滿、博通、瑞昱、TI和NXP五家企業(yè)幾乎占據(jù)了車載全部的市場份額。這些家廠商經過多年發(fā)展，憑借資金、技術、客戶資源、品牌等方面的積累，形成了巨大的領先優(yōu)勢，尤其是博通、美滿和瑞昱。

國內以太網物理層芯片自給率很低，下游廠商使用的以太網物理層芯片都高度依賴境外進口。作為有線傳輸重要的基礎芯片，PHY芯片國內很長一段時間不能獨立自主地研發(fā)生產。但是 隨著這幾年國產化的推進，產業(yè)鏈上下游對以太網芯片市場大力支持，現(xiàn)在不少國產PHY芯片出現(xiàn)了，開始替代原本壟斷在幾家巨頭廠商手中的市場份額。

大陸以太網PHY廠商

裕太微電子

以以太網物理層芯片切入市場的裕太微電子在高速有線通信芯片市場風頭正勁，是中國大陸極少數(shù)擁有自主知識產權并實現(xiàn)大規(guī)模銷售的以太網物理層芯片供應商。在車載以太網物理層芯片細分領域，裕太微電子也是境內首家通過 OPEN Alliance IOP 認證的企業(yè)，自主研發(fā)的車載百兆/千兆以太網物理層芯片瞄準目前新興的車載以太網市場，已通過 AEC-Q100 Grade 1車規(guī)認證和C&S國際認證。在技術實力上處于國內領先位置。

根據(jù)裕太微電子公布的2021年營收，目前主要營收集中在百兆和千兆以太網物理層芯片產品上，其中又以工規(guī)級千兆產品占比最高，超過總營收的一半，車規(guī)級芯片營收占比尚小。今年裕太微電子推出了車載千兆以太網物理層芯片，并量產了2.5G以太網芯片，在高端以太網PHY芯片領域將會有不小的增長。

截至目前，裕太微電子量產的消費級以太網PHY芯片共12個料號，單口9個料號，多口3個料號；工業(yè)級以太網PHY芯片共10個料號，單口7個料號，多口3個料號。車載以太網PHY芯片上目前量產的是單口百兆PHY YT8010A，千兆PHY YT8011A已經正式推出尚未量產。

這里重點關注一下千兆PHY YT8011A，作為裕太微電子重點布局賽道上的先進產品，YT8011系列擁有完全自主知識產權。以太網物理層芯片復雜的數(shù)模混合芯片系統(tǒng)包含了高性能SerDes、高性能ADC/DAC等AFE設計，YT8011系列采用了高速DSP技術，包含高達750MSPS的ADC和3GSPS的DAC。根據(jù)官方數(shù)據(jù)，YT8011系列千兆高速傳送雙向數(shù)據(jù)流在CAT5E低成本非屏蔽雙絞線上的傳輸距離達到60米以上，完全滿足車載雷達、環(huán)視、自動駕駛等高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽眯枨蟆?/p>

景略半導體

景略半導體核心團隊脫胎于美滿電子，專注于高速數(shù)模混合信號芯片設計，在高性能以太網PHY芯片上實力強勁。景略半導體基于EtherNext技術，提供三個系列PHY產品，分別是針對車載IVN的Cheetah系列、工業(yè)應用的Antelope系列和企業(yè)解決方案的SailFish系列。

景略半導體的EtherNext技術是獨特的數(shù)模混合信號技術架構結合先進的制造工藝和智能傳輸協(xié)議，這一技術讓景略的Ethernet PHY產品在性能、功耗和成本等方面具有不錯的優(yōu)勢，速率在高達萬兆以上時仍可提供行業(yè)領先的低功耗遠距離傳輸。就單個設備而言，整體的功耗預算在選用PHY之前就已經確定了，不會留給物理層太多的功耗預算，功耗低的優(yōu)勢此時就體現(xiàn)出來了，這也是為何景略半導體PHY芯片出貨量相當亮眼。

Cheetah系列的車規(guī)級千兆以太網PHY JL3XX1系列采用國內首創(chuàng)車載單對線千兆以太網技術，支持1Gbps或100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，傳輸距離長，功耗極低。工業(yè)應用的Antelope系列分為單口快速以太網JL11X1和千兆JL2XX1，JL11X1性能遠超過IEEE規(guī)范，JL2XX1則支持多種不同協(xié)議數(shù)據(jù)速率能讓整個系統(tǒng)拓展性大增。

目前景略半導體正在瞄準高速萬兆車載T1 PHY布局搶占車速高速以太網市場。

鑫瑞技術

鑫瑞技術主要從事智能以太網交換及接口芯片的設計，是一家專注于智能以太網領域的芯片設計公司和國外以太網芯片的替代廠商。目前旗下有XR18201、XR8211、XR8010、XR86114、XR86118五個料號的以太網PHY芯片。XR8010為車載百兆以太網PHY，XR86114和XR86118為千兆以太網PHY，能夠支持多種不同協(xié)議數(shù)據(jù)速率，集成同步以太功能實現(xiàn)整網的時鐘同步，有效改善了延遲影響。

睿普康

睿普康主要從事智能物聯(lián)網終端通信芯片的設計開發(fā)，旗下兩個料號RPC8211E/F為以太網千兆PHY芯片，RPC8201F為以太網百兆PHY芯片。千兆PHY芯片RPC8211E/F性能對標瑞昱的RTL8211，RPC8211E/F兼容1000Base-T、100Base-TX、10Base-T還能支持節(jié)能以太網，傳輸距離在1000Base-T中支持120m的CAT.5電纜也足夠長。睿普康的PHY芯片是用來代替瑞昱pin對pin芯片的?？?/p>

和芯潤德

和芯潤德的SR8201F（I）是兩款單口百兆以太網PHY芯片，在通信、物聯(lián)網領域應用廣泛。目前SR8201F（I）已經應用到華為海思、安凱微電子、瑞芯微電子、炬力科技、兆易創(chuàng)新、樂鑫、君正等公司的數(shù)十款MCU中。

楠菲微電子

楠菲微電子是極少數(shù)同時掌握了智能計算中心、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)和消費類全系列路由交換設備架構、通信協(xié)議棧以及相關芯片設計、量產能力的企業(yè)，在PHY芯片方面擁有核心技術。目前楠菲微電子有兩款以太網PHY芯片，SF1004和SF1204。兩款芯片均為4端口，SF1004為千兆，SF1204為萬兆。

SF1204作為楠菲最新推出的10 / 100 / 1000 / 2.5G / 5G / 10GBase-T低功耗萬兆PHY芯片，BER優(yōu)于10-15。5G 和5G 模式在CAT 5e線纜上SF1204的傳輸距離大于100米，10G模式，在CAT 6A線纜上傳輸距離可達100m，芯片實力強勁。

昆高新芯

成立于2019年的昆高新芯瞄準了車載以太網這條賽道，致力于時間敏感網絡（TSN）交換芯片和物理層芯片PHY的研發(fā)與設計。目前旗下有消費類PHY芯片KG7XXXC，工業(yè)類PHY芯片KG7XXXI、KG701XI以及車載PHY芯片KG701XM。

所有PHY芯片都內置了國密安全算法，核心IP均有自有知識產權，競爭力不俗。根據(jù)官網消息，昆高新芯研發(fā)的千兆PHY產品已經完成設計，預計今年將完成流片。

國產PHY芯片繼續(xù)突破

隨著市場對網絡速度的要求越來越高，百兆正在被千兆取代，千兆也開始慢慢被2.5G/5G/10G取代，因此近年來以太網PHY芯片市場規(guī)模在進一步擴大。從上面這些PHY廠商的產品和布局也能看到，大家對于更高速度的PHY芯片研發(fā)都在緊鑼密鼓地進行中。高速性能無疑是這些廠商展示技術實力，搶占市場份額的關鍵一環(huán)。

另一方面，在汽車電動化、智能化的發(fā)展趨勢下，車載以太網的需求大增，以太網PHY車載市場增量很快會超過當前既有市場量。眾廠商也紛紛布局、推出各自的車載以太網PHY，想在這個新興市場和傳統(tǒng)的國際巨頭掰掰手腕做出一些突破。

話說回來，以太網PHY芯片復雜的設計需要強大的數(shù)模混合設計能力，想要在寡頭局面的市場中完成國產替代，國產PHY廠商既需要在新興的細分應用市場快人一步，還是需要保持在研發(fā)上的投入，不斷縮小技術差距，繼續(xù)精進產品。