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中金 | “芯”前沿系列:接口芯片高速通信兵_芯片_暗记

萌界大人物 2025-01-07 04:22:49 0

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目前环球接口芯片供应商以外洋龙头德州仪器、恩智浦等公司为主,竞争格局集中;同时由于接口芯片占外洋龙头公司收入较小,多数公司以差异化在细分领域专业色彩显著。
我们看好下贱多场景运用的持续变革创新共筑高速传输接口芯片市场高成长空间,此外看好中国大陆厂商通过技能研发的投入和供应链的上风推动国产化进程。

择要

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做事器领域:AIGC浪起,互联接口芯片助力做事器高算力通信。
自2022年下半年以来AIGC实现技能和家当真个快速发展,对海量数据进行大模型的演习和推理带来AI云端算力的高速增长。
我们看好在高性能做事器强增长的趋势下,内存接口芯片和PCIe接口芯片作为核心数据传输环节,有望加速升级迭代,量价齐升推动市场显著增长。
此外,我们认为NVLink等互联新技能或将引领做事器通信新变革。

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(图片来自网络侵删)

汽车领域:在汽车智能化、电动化进程中,车内多场景数据传输性能需求提升,长期看好以太网替代车内骨干网络。
1)内部通信环节,车载以太网技能顺应车内电气架构变革,凭借多重上风有望在娱乐系统和智能驾驶系统初步渗透,长期来看,我们看好以太网成为车内骨干网络后PHY芯片的放量。
2)信息交互环节,智能驾驶和信息娱乐系统升级下,终端设备的增加有望带动车载高速SerDes芯片市场的高速增长。
此外,在ASA、MIPI Alliance等同盟推动下,传输标准各立的局势或将被冲破,车内数据传输生态系统有望持续优化,国产厂商崛起正当时。

消费电子领域:USB技能高速率传输、多协议兼容、接口标准统一化的三大趋势下,USB芯片持续迭代升级。
USB传输速率的提升和传输功能的扩展拉动USB旗子暗记调理、接口转换和USB PD掌握等芯片的需求量提升。
此外,我们看好终端产品Type-C接口统一的行业变量有望推动USB连接线和干系掌握芯片的放量。

风险

AIGC干系运用落地不及预期,算力需求提升不及预期;汽车智能化、电动化水平发展不及预期,车内以太网技能渗透缓慢;手机、PC等终端消费电子产品需求疲软。

正文

高速传输接口芯片

高速传输接口芯片是当代电子系统中承担系统互联、数据传输的核心元器件,随传输技能的发展持续迭代升级。
在环球手机、笔电、平板、车载显示等市场的不断发展下,终端设备数量和传输数据量高速增长,促进了传输接口数量和种类的增加以及传输技能的持续迭代升级,目前用到的数据传输类芯片可以分为端口掌握芯片、接口转换芯片、旗子暗记调理芯片以及多工器/解多工器芯片等。

图表1:高速传输接口芯片运用处景

资料来源:硅谷数模官网,龙迅股份招股解释书,谱瑞科技官网,中金公司研究部

SerDes作为底层技能,持续支持衍生出多种高速传输协议

目前紧张采取的外部传输协议有高速以太网、DisplayPort(以下简称为DP)、HDMI、PCI Express(以下简称PCIe)、USB、SATA和Thunderbolt,设备内部传输协议有PCI Express、Embedded DP、MIPI、USB、SATA等。
这些高速接口的底层都是基于SerDes技能。

► 高速以太网:自20世纪90年代推出以来发展非常迅速,实现了10Mbps、100Mbps、1000Mbps的技能超过,广泛运用于PC和数据通信领域,目前10G及以上速率的以太网技能多运用于做事器和数据交流领域。

► SATA:利用嵌入式时钟频率旗子暗记,构造大略且数据传输可靠性高,广泛运用于主板和大量存储设备(如硬盘)之间的数据传输。

► PCIe:采取多对高速差分旗子暗记传输数据,吞吐率高、技能成熟、本钱较低,成为台式机、条记本、做事器等终真个标准外部接口,同时在嵌入式设备中运用也逐渐遍及。

► USB:自1996年USB技能标准发布,目前已成为PC等智能设备和外围设备数据交互的标准扩展接口之一,具有传输速率快、安装配置便捷、端口可拓展、兼容良好等上风。

► DP/eDP:第一个采取数据包化数据传输的技能,由PC及芯片制造商同盟开拓、视频电子标准协会标准化的数字式视频接口标准。
紧张用于视频源和显示器等设备的连接。

图表2:SerDes事理图

资料来源:Xilinx官网,中金公司研究部

图表3:数据传输技能标准发展过程

注:图中为各技能标准速率迭代趋势线资料来源:显影科技招股解释书,DisplayPort官网,USB官网,中金公司研究部

三大类芯片细分

1. 端口掌握芯片

端口掌握芯片紧张是掌握接口识别及充电电压电流。
以USB Type-C端口掌握芯片为例,该芯片紧张用于Type-C接口正反插识别和充电电压电流协商,实现数据正常传输,避免电压电流的不匹配(在USB部分将进行进一步解释)。
此外,实现主机与外围设备之间的物理数据传输还需靠主控芯片,该部分常日以模块的形式集成在主控芯片中(或称为南桥芯片)。

2. 接口转换芯片

接口转换芯片帮助在不同接口或传输协议之间进行数据的转换,实现主流接口间高效率、低功耗的旗子暗记转化。
例如在视频显示传输领域中,紧张接口类型包括LVDS、VGA、DVI、HDMI、DisplayPort、USB等,接口转换芯片在影像源和显示终端中卖力不同协议旗子暗记的传输。

3. 旗子暗记调理芯片

高速旗子暗记传输芯片帮助在传输速率快、线路较长或者较繁芜的情形下,改进旗子暗记传输质量,紧张有Redriver和Retimer两种旗子暗记调理方法。
Redriver,也称为中继器IC,通过重新天生旗子暗记,提高旗子暗记强度;Retimer对上游旗子暗记进行均衡,利用CDR规复时钟旗子暗记,减轻旗子暗记的抖动,有效提高传输速率。

行业特色:竞争格局集中,细分领域公司专业色彩显著

龙头平台型公司产品型号丰富,多数公司聚焦细分领域,专业色彩显著。
由于细分市场空间常日较为有限,头部厂商通过并购不断拓展产品种别,扩大不才游领域的影响力,环球仿照芯片龙头德州仪器拥有大约80,000种产品。
在追求广度的同时,龙头厂商也保持着在不同领域的专业上风,如德州仪器是电源管理和运算放大器领域的龙头,亚德诺在数据转换器领域保持多年领先,恩智浦专注于汽车电子等。

接口芯片竞争较为集中,但在龙头公司业务中占比较小,以美国、中国台湾厂商为主,国产替代空间广阔。
由于下贱运用领域广,头部厂商较难拥有完备的垄断上风,整体竞争格局较为分散,以美国、中国台湾、日本厂商为主。
接口芯片由于行业规模较小,在龙头公司业务中占比较低,因此涌现了谱瑞、硅谷数模、龙迅股份等聚焦高速旗子暗记传输芯片、视频显示干系接口芯片专业型公司。
我们看好中国大陆公司在细分运用领域的发展,推动国产化进程。

图表4:2020年环球及中国大陆高速旗子暗记传输芯片市场份额

注:外圈为环球市场份额,内圈为中国大陆市场份额

资料来源:CINNO Research,中金公司研究部

图表5:2020年环球及中国大陆高清视频桥接芯片市场份额

注:外圈为环球市场份额,内圈为中国大陆市场份额

资料来源:CINNO Research,中金公司研究部

发展趋势:协议多元化趋势下,厂商逐步提升产品配套和系统设计能力

传输协议保持多元化趋势下,标准不断更新迭代催生旗子暗记传输芯片需求稳步增长

由于各种终端运用处景对付旗子暗记协议的需求不同,不同场景下主流的旗子暗记传输协议也有所差异。
各主流协议均拥有其弘大的运用市场,同时随着下贱运用的发展,不断更新迭代,实现数据传输过程中不同协议的转换、旗子暗记的增强、规复和信道的切换等功能。
我们看好在未来多协议并行的趋势下,接口芯片市场规模稳步提升。

接口芯片厂商环绕专业上风拓展产品布局,提升产品配套和系统化设计方案能力。

在显示领域,中国台湾厂商谱瑞科技在高速传输接口芯片以外,还布局了显示驱动和时序掌握芯片,推出整合显示芯片的触控办理方案;专注于接口芯片的中国大陆厂商龙迅股份,以高清视频桥接芯片和旗子暗记传输芯片为核心业务,配套布局显示掌握、显示处理芯片,能够为终端客户供应完全的高清视频传输及显示办理方案。

高速接口IP市场高速增长

接口IP是市场规模第二并且市场份额增长最快的IP类型。
自2017年至2020年,接口IP市场份额增长CAGR为8.8%,在2020年市场规模达到23.2%。
Synopsys和Cadence作为接口IP领域的龙头增长迅速。
根据EEnews,Synopsys在接口IP的市场份额在2020年达到55%,在半导体IP市场的市场份额由2016年的13.9%提升至2021年的19.7%。

图表6:不同类型IP市场份额变革

资料来源:IPnest,中金公司研究部

图表7:环球前十名半导体IP厂商市场份额变革

资料来源:IPnest,中金公司研究部

我们理解到,接口芯片多数为数模稠浊类芯片,通用性较强,生命周期一样平常相较于终端产品来说更长,其下贱运用分散,广泛运用于通信、汽车、手机、PC、AR/VR、安防等多领域。
在高速旗子暗记传输芯片行业中,不同的下贱运用领域有各自主流的传输协议,同时在迭代创新中催生出新的行业增长动能,接下来聚焦做事器、智能汽车、消费电子三大领域,先容新的行业变量。

运用处景一:AIGC浪起,互联接口芯片助力做事器高算力通信

AI做事器中DRAM容量为普通做事器的8倍,DDR5有望加速渗透

AI做事器中紧张由GPU进行模型演习,作为中间存储环节,内存模组技能亟待升级。
为了知足AI演习和运用下不断增长的更高带宽、更高容量内存模组需求,JEDEC目前正在制订做事器MCR内存模组[1]干系技能标准,可供应双倍带宽,第一代产品最高支持8800MT/s速率,JEDEC指引在DDR5世代还会有两至三代更高速率的产品。
美光估量到2025年做事器DRAM需求相较2021年将实现2倍提升,而AI做事器DRAM容量将是普通做事器的8倍。

内存接口芯片为DRAM核心逻辑器件,最新DDR5性能全面提升

DDR4及 DDR5内存接口芯片按功能可分为两类:一是寄存缓冲器Register Clock Driver(RCD),用来缓冲来自内存掌握器的地址、命令、掌握旗子暗记;二是数据缓冲器Data Buffer(DB),用来缓冲来自内存掌握器或内存颗粒的数据旗子暗记。
RCD与DB组成套片,可实现对地址、命令、掌握旗子暗记和数据旗子暗记的全缓冲。

图表8:内存接口芯片连接CPU和DRAM,集成在内存模组内

资料来源:华经情报网,中金公司研究部

图表9:DDR5与DDR4内存技能比拟

资料来源:Rambus官网,中金公司研究部

DDR5内存模组带来更多的内存接口芯片和配套芯片需求。
根据JEDEC标准,DDR5内存模组除了内存颗粒及内存接口芯片外,还须要三种配套芯片,串行检测集线器SPD、温度传感器TS以及电源管理芯片PMIC。

图表10:DDR5世代下不同内存模组构造图

资料来源:澜起科技招股解释书,中金公司研究部

高行业壁垒下竞争格局高度集中

内存接口芯片产品位于家当链上游,下贱为市场高度集中的DRAM厂商。
内存接口芯片的直接客户为DRAM厂商,根据IC Insights,2021年环球DRAM市场中三星电子(43.6%)、SK海力士(27.7%)、美光科技(22.8%)位居前三名,合计市占率达94%,下贱客户高度集中。

图表11:内存接口芯片家当链

资料来源:澜起科技招股解释书,澜起科技年报,各公司官网,中金公司研究部

内存接口芯片研发韶光长、迭代周期快、认证门槛高带来较高的行业壁垒。
内存接口芯片新世代的研发韶光均匀在4-5年,目前DDR5子代的迭代韶光在18个月。
此外,内存接口芯片在符合JEDEC行业标准下,还需经CPU厂商、DRAM厂商和OEM厂商三方的认证,准入门槛较高。
可以看到内存接口芯片整体呈现研发难度大、迭代周期快的特色,对芯片设计的哀求较高,为新厂商的进入设置了较高的行业壁垒。

图表12:2020年环球内存接口芯片竞争格局

资料来源:各公司年报,中金公司研究部

未来两年市场规模有望近翻倍增长

内存接口芯片需求量由做事器出货量单做事器CPU用量CPU对应内存通道数决定。
随着5G、AI、云打算等新技能的落地发展,高算力需求驱动做事器市场增长确定性强。
IDC估量2023年环球做事器出货量将达1548.75万台,2026年出货量将达1885.08万台,未来三年CAGR为6.8%,我们看好未来算力需求拉动技能升级带来做事器出货量的稳步增长。

图表13:1Q18-4Q22环球做事器市场出货量

资料来源:IDC,中金公司研究部

CPU升级带动内存模组迭代,多通道数助力高速数据传输。
环球CPU龙头英特尔2013-2022年相继推出Grantley、Purley、Whitey、Eagle Stream等CPU平台,每一代产品会在核心数、工艺制程、PCIe标准、内存类型等方面进行升级,以知足不断发展的做事器市场需求。

图表14:CPU龙头厂商技能升级趋势

资料来源:Intel官网,AMD官网,中金公司研究部

DDR5世代下内存接口芯片市场增长可期。
市场规模由量价两大假设组成,分别对DDR4和DDR5两大世代进行测算。
我们估量2023年内存接口芯片及其配套芯片市场规模有望达百亿公民币,估量未来两年随着DDR5渗透率的提升,2023-2025年CAGR将达34%。

图表15:内存接口芯片及配套芯片市场空间测算

资料来源:澜起科技招股解释书,中金公司研究部

PCIe持续升级,NVLink新技能赋能AI异构打算场景

AI算力的提升,除了单CPU、GPU、SSD等核心硬件的性能升级外,还须要高速的芯片互联技能作为支撑,来更好地发挥硬件性能、匹配AI做事器异构形式。
聚焦目前最主流的高速串行打算机扩展总线标准PCIe,PCIe属于点对点双通道高带宽通信技能,具有良好的向后兼容性。

图表16:PCIe技能发展路线

资料来源:PCI-SIG官网,中金公司研究部

PCIe Retimer用来提高高速旗子暗记的完全性,增加有效传输间隔

PCIe标准迭代更新下旗子暗记差损预算也随之提高。
PCIe Retimer采取仿照旗子暗记和数字旗子暗记调理技能、重定时技能,来补偿信道损耗并肃清旗子暗记抖动影响。
而PCIe Redriver事理相对大略,因此降落信道损耗效果不如Retimer,而繁芜的Redriver则会提高时延。
我们估量到PCIe 5.0时期,PCIe Retimer芯片有望成为行业主流办理方案。

图表17:PCIe Retimer和PCIe Redriver事理比拟

资料来源:CSDN,中金公司研究

受益于做事器更新迭代及高AI算力需求推动,PCIe Retimer芯片需求可不雅观。
随PCIe 4.0渗透率的提升以及5.0的推广,英特尔21年推出的Ice lake-SP最高支持PCIe 4.0 64通道,23年推出的第四代至强可扩展处理器Sapphire Rapids最高支持80个PCIe 5.0通道。
根据澜起科技估量,该市场规模约1亿美元。

PCIe Switch帮助拓展多设备通信,同时降落延迟和功耗

PCIe Switch芯片兼具连接、交流功能。
PCIe Switch帮助CPU连接到更多设备,可拓展多host通信构造,支持故障转移,或在有限的场景中提高设备到设备的通信带宽。
PCIe Switch凭借其高可扩展性、高可用性和低延迟、低功耗的上风广泛运用于机器学习、人工智能、超领悟支配和存储系统中。
在AI大算力需求下,我们认为PCIe Switch是数据中央低功耗、高性能办理方案核心一环。

PCIe Switch竞争格局较为集中,市场空间未来可期。
环球PCIe Switch芯片的核心厂商包括Broadcom、Microchip和祥硕科技等,2021年前三大厂商合计市场份额约58%。
根据Transparency预测,2027年环球PCIe Switch市场规模估量将达为92亿美元,五年CAGR为15%。

图表18:做事器内PCIe Switch和PCIe Retimer运用架构

资料来源:Cadence官网,中金公司研究部

AI及HPC高打算需求下,NVLink(英伟达创始高速GPU互联技能)应运而生

英伟达NVLink是天下首项高速GPU互连技能,为多GPU系统供应更加快速的系统内互联办理方案。
NVLink 通过GPU之间的直接互连,可扩展做事器内的多GPU输入/输出(IO)。

图表19:H100助力下一代AI演习打破

注:所有性能数据为英伟达现阶段初步预测,随详细出货产品变革(NVIDIA官网)

资料来源:NVIDIA官网, 中金公司研究部

NVSwitch基于NVLink的高等通信能力构建,可为打算密集型事情负载供应更高带宽和更低延迟。
借助NVSwitch,NVLink连接可在节点间扩展以创建多节点GPU集群,形成数据中央大小的GPU,在做事器外部添加第二层NVSwitch,NVLink可以连接多达256个GPU,供应57.6 TB/s多对多带宽,快速完成大型AI作业。

NVLink-C2C是用于定制芯片集成的超快芯片互连技能。
NVLink-C2C将NVLink技能扩展到芯片之间的互连产品,支持定制裸片与英伟达GPU、CPU、DPU、NIC和SOC之间的互联。
NVLink-C2C 基于SerDes和Link设计技能打造而成,相较PCIe Gen 5 PHY能效提升25倍,面积效率提升90倍,在优化能效和面积效率的同时实现业内最高的带宽。

图表20:NVLink跨DGX做事器代的连接,同时减少GPU系统操作带宽

资料来源:NVIDIA官网,中金公司研究部

运用处景二:车内多场景通信需求下中继芯片坚持高景气

传统车内电气系统以CAN+LIN总线为主,看好长期国产替代趋势

CAN总线凭借通信速率适中、稳定性好、抗滋扰性强和本钱较低等上风,是目前主流的车载总线技能。
其紧张上风在于:1)通信速率最高可达1MB/s(此时最长间隔为40m),节点数最多可达110个;2)采取短帧构造,每帧信息都有检错功能,数据出错率极低;3)采取差分旗子暗记双线通信,有效抑制电磁滋扰;4)通过ID对CAN帧进行优先级排序,使得优先级最高的数据可以立即访问总线,同时不会引起其他帧的中断。

图表21:传统车内电气架构示意图

资料来源:CSDN,中金公司研究部

CAN接口芯片市场上国外厂家长期霸占垄断地位。
根据Strategy Analytics,车内通信以CAN总线为主,2020年CAN总线节点数量占总线节点数比例超一半,同时在单车搭载传感器个数增加、车内高速通信的趋势下,我们看好CAN收发器芯片出货量的稳增长。
环球汽车芯片竞争格局较为分散,2020年市占率前五的依次是恩智浦(14%)、英飞凌(11%)、瑞萨(10%)、意法半导体和德州仪器。
聚焦CAN收发器芯片领域,海内厂商由于早期技能壁垒等问题未能实现市场的打破,目前,仍以外洋生产厂商为主,包括恩智浦、德州仪器、英飞凌、安森美和亚德诺等。

图表22:2008-2020年CAN/LIN总线节点数量

资料来源:Strategy Analytics,中金公司研究部

图表23:2020年环球汽车芯片竞争格局

资料来源:不雅观研天下,中金公司研究部

汽车芯片短缺,打开国产替代新窗口。
2020年由于疫情,正常的生产和物流环节受到严重影响,车用芯片供应紧张,同时原材料本钱上涨,外洋公司恩智浦、瑞萨等均宣告芯片涨价或订单周期延长。
CAN收发器芯片须要考虑耐压能力和ESD等性能,有较高的设计门槛。
在车厂面对CAN收发器芯片供不应求以及价格持续上涨的双重压力下,国产芯片厂商在产品交付、价格和相应度上都具有一定上风。

趋势#1 内部通信环节,以太网将局部替代传统总线

汽车新三化促进车内以太网渗透率提升

在《汽车电气架构新趋势,车内通信迎变革》报告中,我们先容了车载以太网的四大上风:带宽更高、迭代更快;更具性价比、重量更轻;引入SOME/IP协议,实现软硬件充分解耦;基于TCP/IP网络分层模型,网联化趋势下,车载以太网的协议转换本钱更小。

图表24:汽车通信网络历史和趋势

资料来源:罗森伯格官网,中金公司研究部

图表25:车载以太网与各种总线速率和本钱比较

资料来源:Vector,中金公司研究部

车载以太网大带宽、低延时的上风帮助实现车载娱乐系统的升级和ADAS的发展。
根据Strategy Analytics测算,2020年车内通信仍有约90%的传输速率在10Mbps以下,以CAN/LIN总线为主。
目前,车载以太网的运用聚焦在:智能座舱内车载娱乐系统和高等别自动驾驶。
我们看好车载以太网凭借其高带宽、低延时的上风率先在车载娱乐系统和ADAS系统实现运用。

短期来看,车载以太网技能将在娱乐系统和智能驾驶系统初步渗透;长期来看,我们看好其本钱下探、安全性提升后替代CAN成为整车骨干网络。
由于本钱较低、架构大略等上风,目前CAN和LIN总线仍是车内运用最广的通信协议,且短期内难以被替代。
在远期面向做事的软件架构以及面向功能划分的集中化硬件架构下,我们看好具备高速传输性能的以太网技能有望成为车内骨干总线技能。

以太网芯片的市场空间测算

车载以太网PHY芯片以外洋厂商为主导,国产化替代空间可期。
目前环球车载以太网PHY芯片供应商紧张有Marvell、博通、瑞昱、德州仪器、NXP等,前五大厂商险些霸占市场全部份额,技能门槛高,竞争格局高度集中。

近年来,海内也涌现了以太网PHY芯片公司。
我们看好国产厂商实现技能自主可控后在缺芯窗口期冲破外洋芯片龙头的垄断,逐步实现国产替代。

图表26:2020年环球车载以太网PHY芯片竞争格局

资料来源:中国汽车技能研究中央,中金公司研究部

图表27:海内车载以太网PHY芯片市场规模测算

资料来源:Mouser,中金公司研究部

趋势#2 信息交互环节,智能驾驶和信息娱乐系统的升级带来车载高速SerDes传输变革

车内高速SerDes传输由国外厂商垄断,标准各立

车内高速SerDes传输紧张采取LVDS(Low Voltage Differential Signal)低电压差分旗子暗记。
LVDS是一种物理层规范,具有低延迟、低功耗、低串扰、低误码率的特点。
目前车内的高速SerDes紧张运用在摄像头和显示屏的视频旗子暗记传输。
摄像头和显示屏由于视频时钟源的不同,对应不同的收发器芯片。

车载高速SerDes芯片基本由国外厂商垄断,办理方案多为专用,标准各立。
环球车载高速SerDes芯片市场基本由德州仪器TI和美信半导体Maxim(2021年被亚德诺半导体ADI收购)垄断,个中以Maxim的千兆多媒体串行链路GMSL办理方案为主。
目前市场上LVDS视频办理方案互不兼容,为了实现收发器间的搭配利用,须采取同一芯片供应商方案。

图表28:车内高速SerDes传输标准概览

资料来源:CSDN,中金公司研究部

车内SerDes传输方案迭代趋势:通用和简化并行,国产替代正当时

为办理SerDes方案专用性强、平台升级依赖性严重等问题,ASA、MIPI等国际同盟成立后制订统一标准。
2019年,宝马联合大陆、恩智浦等公司成立ASA同盟,旨在指定统一的物理层、数据链层以及传输层的标准。
MIPI AWG成立于2018年,2020年MIPI同盟宣告已经完成MIPI APHY v1.0的开拓。

MIPI A-PHY是环球通用的开放标准,运用于汽车长间隔SerDes传输。
MIPI A-PHY由 MIPI 同盟于2020年9月发布,是针对ADAS系统和显示视频传输的长间隔运用(最长15m),旨在为长间隔PHY传输供应单一的标准化办理方案,简化车辆中摄像头、传感器和显示器的集成,降落车内生态系统的繁芜性和本钱。

国产车载SerDes厂商初露头角,国产化替代正当时。
为了补充海内车载高速传输标准的空缺,2021年9月工信部正式立项,形成标准草案《车载有线高速媒体传输系统技能哀求及试验方法》。
目前,海内车载SerDes厂商紧张有慷智集成电路、瑞发科半导体、景略半导体和韦尔股份合伙成立的景芯豪通半导体等。

图表29:海内车载SerDes紧张厂商情形

资料来源:各公司官网,盖世汽车网,中金公司研究部

智能驾驶和信息娱乐双升级,终端设备增量显著

#1 车载摄像头扩容需求明确,估量2025年单车均匀搭载个数上升到5颗。

图表30:2021-2025E环球车载摄像头出货量预测

资料来源:TSR,Yole Development,Wind,中金公司研究部

#2 随着激光雷达的放量与价格逐步下探,上车率持续提高。

#3 智能座舱“多屏化、高清化”趋势突显汽车新消费属性。

图表31:2019-2030E环球车载显示屏数量占比(不含HUD、仪表盘、后视镜)

资料来源:HIS Markit,中金公司研究部

图表32:2020-2025E环球车载显示屏出货量

资料来源:DIGITIMES,中金公司研究部

音视频运用处景下高速传输接口芯片的市场空间

ADAS等级的提升以及显示屏搭载量的增加,有望打开车载高速SerDes接口芯片市场新空间。
结合我们对车载摄像头及显示屏出货量的测算,以及市场主流车载高速SerDes芯片价格,我们估量到2025年环球车载高速SerDes芯片(音视频传输)市场规模有望超400亿元,未来三年CAGR约20%。

图表33:环球车载高速SerDes芯片市场空间测算

资料来源:DIGITIMES,TSR,得捷电子官网,中金公司研究部

运用处景三:消费电子领域Type C接口的统一扩容USB芯片市场

USB是PC、平板等消费电子终端主流接口协议。
USB(Universal Serial Bus)通用串行总线,1996年由英特尔和微软为核心的USB-IF组织发布该协议标准,为打算机和外围设备之间的连接、通讯、供电等供应线束、接口和协议的规范。
发展至今,最新的USB4协议标准最高传输速率可达40Gbps,Type-C接口标准也逐渐开始统一PC、手机、平板等便携智能终端设备。

图表34:USB技能标准和接口标准发展历史

资料来源:USB中文网,中金公司研究部

Type-C接口的统一对USB市场的影响

目前,Type-C已成为安卓手机、笔电和苹果Macbook等产品的标配,而iPhone、iPad仍采取lightning接口。
2022年10月,苹果确认,将遵守欧盟哀求,2024年起所有智好手机统一利用USB-C充电口。
我们认为在目前已较为成熟的Type-C家当链中,Type-C接口的统一将为USB芯片和连接器两大环节带来新的增长红利。

Type-C接口的发展

在数据传输速率不断提升以及终端接口繁芜多样的背景下,USB IF推出Type-C接口。
2013年USB-IF宣告推出Type-C接口。
接口优点在于体积小巧,支持正反插,可重复插拔1万次。
2022年10月,欧洲通过法案规定,从2024年底开始,所有便携智能设备新机都必须利用USB Type-C接口;从2026年起,条记本电脑充电器也都将利用USB Type-C作为标准接口。

图表35:USB传输协议发展下Type-C接口标准主要性逐渐表示

资料来源:USB中文网,USB-IF官网,中金公司研究部

USB技能三大趋势发展下的紧张增量空间

在USB技能高速率传输、多协议兼容、接口标准统一化的三大趋势下,我们看到紧张的增量有:

► USB连接线多样化,随着USB4协议的推出,传输功能不断强大,根据不同需求,连接线可以按不同传输速率10Gbps、20Gbps、40Gbps和不同电压分为不同规格。
此外,若设备利用电压超过5V或电流超过3A,连接线需封装有E-MARKER芯片来进行电流电压检测确保安全性。

► USB芯片的迭代和新品类的涌现,紧张有对高速传输下USB旗子暗记调理芯片需求量的明显加大、多协议规格共存下USB接口转换芯片需求兴旺以及供应快充功能的USB PD掌握芯片的引入。

► 新接口标准推出遍及过程中集线器、转换器需求的增长。

USB Type-C设备出货量快速增长,市场空间广阔

Omdia估量到2026年环球USB Type-C设备出货量将达50亿台,2022-2026年四年CAGR约16%。
USB干系设备整体产值也将快速提升,Market Research Future估量2025年环球USB设备产值将近460亿美元。
我们看好USB家当在技能和接口持续演进迭代下带来的行业发展新机遇。

图表36:2019-2026E环球USB Type-C设备出货量

资料来源:Omdia,中金公司研究部

图表37:2018-2025E环球USB干系设备产值

资料来源:Market Research Future,中金公司研究部

聚焦USB Type-C家当链上游芯片环节,以仿照芯片龙头为主下细分领域专家不断呈现

USB芯片处于Type-C家当链上游,由于下贱运用分散、芯片种类繁多,整体竞争格局较为分散。

► 外洋龙头:德州仪器基于电源管理方面的上风,推出多款USB芯片,包括USB PD掌握芯片、USB Type-C掌握芯片和USB2、USB3集线器芯片。
恩智浦除了USB旗子暗记多路复用和解复用、旗子暗记调节芯片以外,推出了USB PD掌握和CC逻辑掌握芯片,建立了Type-C智能接口保护设备完全的产品组合。

► 细分领域公司:谱瑞科技专注于高速旗子暗记传输接口芯片设计以及显示办理方案的供应,凭借其丰富显示领域接口芯片设计履历,推出多款USB-C开关芯片、PD掌握芯片和USB/DP桥接芯片。
硅谷数模紧张为手机、笔电、VR等消费电子以及电视电脑显示器等终端产品供应高性能、高清晰度的显示方案,产品组合涵盖了USB桥接、重定时、多路复用、接口掌握等多种芯片。

图表38:USB Type-C家当链

资料来源:各公司官网,中金公司研究部

风险提示

AIGC干系运用落地不及预期,算力需求提升不及预期。
若AIGC等人工智能技能发展不及预期,下贱运用难有本色性落地和打破,则对算力升级的需求不如预期乐不雅观,数据中央等根本硬件举动步伐培植进度将放缓,做事器出货量或将不及预期,影响新世代内存接口芯片的渗透和互联新技能的发展。

汽车智能化、电动化水平发展不及预期,以太网通信渗透进度缓慢。
若汽车智能化、电动化发展不及预期,自动驾驶域控、座舱域控等搭载率较低,单车传感器、显示屏等个数没有明显的提升,则车身数据传输通信哀求不高,对车内场景的中继芯片需求量不会有较大的增长。
此外,若以太网技能水平发展缓慢,本钱坚持高位,车内以太网PHY芯片渗透将不及预期。

手机、PC等终端消费电子产品需求疲软,出货量不及预期。
根据IDC数据,受环球宏不雅观经济及疫情影响,2022年环球智好手机出货量低落11.3%至12.1亿台,2022年环球PC出货量2.92亿台,同比低落16.5%。
若2023年消费需求复苏不及预期,终端产品出货量坚持较低水平,对消费电子运用处景下的USB芯片、端口掌握芯片、桥接芯片等需求将产生较大影响。

[1] Multiplexer Combined Ranks DIMM的缩写,中文名称为多路合并阵列双列直插内存模组,一种更高带宽的内存模组,采取DDR5 LRDIMM“1+10”的根本架构(搭配1颗MCR RCD芯片及10颗MCR DB)。
与LRDIMM比较,MCR内存模组可以同时访问内存模组上的两个阵列,供应双倍带宽,第一代产品最高支持8800MT/s速率。

文章来源

本文摘自:2023年5月15日已经发布的《“芯”前沿系列:接口芯片,高速通信兵》

曹佳桐 联系人 SAC 执证编号:S0080122010081

贾顺鹤 剖析员 SAC 执证编号:S0080522060002

薛辉蓉 剖析员 SAC 执证编号:S0080521090004 SFC CE Ref:BTL532

唐宗其 剖析员 SAC 执证编号:S0080521050014 SFC CE Ref:BRQ161

成乔升 剖析员 SAC 执证编号:S0080521060004

温晗静 剖析员 SAC 执证编号:S0080521070003 SFC CE Ref:BSJ666

法律声明

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