要说汽车电子最近哪个领域竞争非常火热，那一定是汽车SerDes领域。
从NXP以2.4亿美元收购Aviva Link强化车载SerDes布局，到Microchip完成对总部位于韩国首尔的VSI Co. Ltd.的收购，再到ADI推出兼容以太网的GMSLE标准。可以说，厂商都摩拳擦掌，加速改变市场竞争格局。
反观国内，则正通过特色的HSMT标准，竞逐全球。最近，就有三家中国厂商推出了基于HSMT标准的汽车SerDes芯片，他们分别是——纳芯微、瑞发科和首传微。
无论从参数，还是从产品推出速度上来看，HSMT具备很强的优势。“汽车开发圈”相信，在中国市场，HSMT会是未来。
汽车SerDes到底是啥
要想搞清楚纳芯微、瑞发科和首传微三家产品，首先要搞清楚汽车SerDes的概念和现状。
SerDes是SERializer（串行器）和DESerializer（解串器）组合在一起的简称，是一种高速串行数据传输技术。这项技术早在电信、消费类电子、数据中心领域有所应用，同时在FPGA中它也已经基本成为标配，速率也达到了100～200Gb/s的水平。
SerDes的工作原理类似于书籍翻页：将一本厚重的书分解成一页一页的内容，依次翻阅并重新组合。SerDes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。
近年来，随着新能源汽车对摄像头的广泛应用，SerDes技术被引入车端，比如车载摄像头到ADAS域控制器/座舱域控制器到车载显示屏幕的长距离、实时数据传输。其在视频传输应用中具备速率高、延迟低、功耗低、抗噪声能力强、可扩展性强等优势，同时支持HDMI、LVDS、MIPI CSI/DSI等多种数据的传输。因为主要用在汽车摄像头领域，所以偶尔也会被业界称为摄像头SerDes。
数据显示，蔚来ET7、极氪001等车型平均配备10余颗摄像头，L2/L3级智能车需要8~16颗串行器和2~4颗解串器。汽车SerDes市场规模庞大，去年全球市场超过100亿人民币，且增长迅速。预计到2025年，中国汽车销量预计达到3000万辆，Serdes芯片数量有望达到14颗/车。
从摄像头到显示器SerDes芯片为各种路径提供通信接口
与数据中心的SerDes不同，汽车SerDes速率会略低一些，主流为6~8Gb/s左右，未来向12Gb/s（HSMT）、24Gbps（PAM4调制）、32Gbps（MIPI A-PHY）升级。这样来看，汽车SerDes的技术迭代可以参考数据中心，甚至可以重走一边数据中心的老路。当然，汽车显示屏像素基本为4K，所以也不需要过高的传输速率，因此大家迭代并没有那么激进。
此外，值得注意的是，在汽车电子系统内，SerDes需要严格匹配协议和速率，由于协议兼容性问题，串行器和解串器通常在同一品牌选型，并成对使用。
SerDes私有和公有之战
目前，汽车SerDes分为两个派别，一派是私有协议，一派是公有协议，两派都各有特点：
首先，私有协议方面，诞生相对较早，技术水平很高，在全球车载显示SerDes与车载摄像头SerDes市场具有极强的统治力。虽然性能很好，可靠性也极高，不过相对的，这种方案本质上不公开、不互联互通，想要实现组件之间的搭配使用，必须采用统一的芯片供应商的方案。如果SerDes方案使用了厂商A的产品，搭配的sensor端就不能使用别的厂商的方案。
主流的解决方案主要包括德州仪器的FPD-Link、ADI（美信）的 GMSL、Inova Semiconductors的APIX、罗姆的Clockless Link、索尼半导体的GVIF等。国内的一家企业慷智（AIM）也推出了自研的协议Automotive High Definition Link（AHDL）。此外，值得注意的是，针对不互通的问题，ADI最近推出了兼容以太网的GMSLE，这意味着以太网已经成为摄像头SerDes的一条重要路线。
其次，公有协议方面，都是近几年才出现的。目的就是为了建立一个更为开放的生态，标准化将使组件供应商、一级供应商和OEM 能够专注于创新，同时也为他们在更大的生态系统中提供更多的选择、可扩展性和互操作性。
目前公有协议分为三种流派：国际的MIPI A-PHY、ASA和中国的HSMT。
当市场上出现不同的标准，竞争是不可避免的。有意思的是，实际上无论是ADI还是TI都是ASA和MIPI联盟成员，他们也在迎接开放的未来。所以说，开放或许已是汽车SerDes的大势所趋。
细说三种公有协议
那么从底层来看，三种协议都有什么特性？
1. MIPI A-PHY
2018年，MIPI AWG（Automotive Working Group）成立，旨在引入名为MASS（MIPI Automotive SERDES Standard）的通用通信框架铺平道路。2020年，MIPI联盟发布了MIPI A-PHY v1.0，这是第一个汽车长距离串行器/解串器（SerDes）物理层接口规范，单通道速率达到16Gbps，并具备扩展至48Gbps的潜力。2024年9月，MIPI联盟发布MIPI A-PHY v2.0，将单通道上的最大可用下行链路数据速率从16Gbps)提高一倍至32 Gbps，并增加了一个额外的上行链路设备，速度提高了八倍，最高支持1.6 Gbps。MIPI A-PHY阵营的参与者包括宝马、丰田、博世、电装、采埃孚、英特尔、微软、松下、高通等。
从物理层来看，MIPI A-PHY采用PAM4/PAM8/PAM16多种调制方式，其中PAM16能够实现高达32Gbps的传输速率；支持最长15米的同轴电缆传输；依赖自适应均衡和物理层重传来应对信号传输过程中的干扰；支持单线供电（PoC）；此外，PHY依赖7nm以下先进制程，可能会带来功耗和成本增加，进而影响A-PHY在中低端车型中的应用。
从协议层来看，MIPI A-PHY原生支持CSI-2和DSI-2协议；支持菊花链拓扑；端到端延迟小于2ms；满足ISO 26262 ASIL-B/D标准；提供基础链路监控功能，能够实时监测链路的状态。
MIPI A-PHY代表玩家包括Valens（2006年成立于以色列，首家量产A-PHY芯片的厂商，VA7000系列已有三家欧洲头部整车厂和Mobileye选用）、芯炽科技（2019年8月成立于上海，目前芯炽科技与Valens公司已实现物理层互通）、矽力杰（SA89717/SA89712/SA89724/SA89722）、首传微（2021年3月成立于苏州，率先发布 PAM4 8Gbps A-PHY套片VL7717S与四路解串器VL7724S）。
2. ASA
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。
2024年4月，ASA联盟最新发布的“ASA Motion Link”收发器规范v2.0，成为全球首先在协议细节中明确定义了与IEEE 802.3MAC、协议子层（Reconciliation Sublayer）和媒体独立接口（Media-Independent Interface---xMII）的SerDes协议标准。ASA阵营拥有超过150个成员，知名会员包括Aptiv、电装、Ficosa、富士康、通用汽车、兆易创新、华为、现代汽车、英飞凌、英特尔、LG、联发科、Mobileye、OVT、安森美、高通、瑞昱、三星、Stellantis、意法半导体、法雷奥、Vector、小鹏汽车、ZF、德州仪器。
ASA 2.0又被称为ASA-MLE（Automotive SerDes Alliance Motion Link Ethernet ) ，强调了对于非对称以太网通信的支持，通过在每个方向允许不同的数据速率来优化数据传输。ASA 2.0仅定义物理层，上层利用现有以太网标准。
非对称以太网对视频流和控制信号等应用特别有用，因为发送和接收节点之间的数据要求不同。ASA-MLE对区域架构的支持通过集中计算资源并在车辆中更高效地分配数据，降低了车辆线束的复杂性、重量和成本。
值得注意的是，ASA-ML 使用时分双工（TDD），该技术允许通过单个物理链路在两个方向（下游和上游）进行高效的数据传输，从而减少对单独电线的需求和功耗。此外，ASA 还与 MIPI、Vesa和HDMI标准机构建立了联络合作伙伴关系，因此为这些封装协议提供支持。
目前，至少有10家半导体供应商已经或即将提供ASA-ML产品。这些公司是AVIVA Links（已被NXP收购）、Broadcom、景略半导体、仁芯科技.、OMNIVISION、Realtek、ROHM（罗姆）、Silicon Auto、索尼半导体、Sparq Semiconductor和Microchip旗下公司VSI。
3. HSMT
2020年2月汽标委网联工作组启动了《车载有线高速媒体传输系统技术要求及试验方法》的起草工作。中国信息通信研究院和中国第一汽车集团有限公司作为牵头单位，积极联合进行本标准起草。踊跃参与这项工作的还有中国汽车行业的主机厂、供应商和芯片厂商等23家企业。2021年9月，工信部正式立项并下发标准任务，目前已经形成标准草案，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。
HSMT生态系统由国内汽标委、中国信通院、一汽等机构和企业主导建设，这些单位在汽车标准制定、技术研发和市场推广方面具备深厚积累。通过联合瑞发科、纳芯微等23家产业链企业，HSMT形成了“标准-芯片-测试”的闭环生态体系，既保障了技术的标准化实施，也为国内企业创造了有利的发展环境。
相比ASA和MIPI A-PHY，中国HSMT标准支持强大的前向纠错编码（FEC）和物理层重传协议。为了保证车载复杂环境中的传输稳定性和可靠性，HSMT在抗脉冲干扰、大电流注入、ESD 物理层方面都有针对性设计。因此HSMT在标准协议上极大地提升了芯片的抗干扰性能，更适应车载的复杂环境。
从物理层来看，HSMT采用NRZ（2~8Gbps）和PAM4（6.4~12.8Gbps）两种调制方式，使得HSMT能够在不同的速率需求下灵活切换；插损补偿能力达到了30dB@3GHz，这一能力使得HSMT能够在长距离传输中保持信号的完整性；集成了RS-FEC前向纠错和TDR故障定位功能
从协议层来看，HSMT采用分层设计，能够适配多种业务格式，包括视频RAW/YUV、音频IEC 60958和控制I2C等。
HSMT代表玩家包括纳芯微、瑞发科和首传微。这三家都在加大对于HSMT的投入，目前还有更多厂商正在加入HSMT。具体从产品来看，三家对于HSMT有着不同的理解。
纳芯微：HSMT最值得信赖
4月29日，纳芯微发布了公司首款基于全国产供应链、采用HSMT公有协议的车规级SerDes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。目前纳芯微的SerDes产品已与国内头部 ADAS 厂商开展测试合作，预计今年内实现客户端量产。
加串器NLS9116：支持4路MIPI D-PHY输入（每路2.5Gbps），单路HSMT 6.4Gbps输出，支持反向100Mbps时钟生成，支持正向6.4Gbps展频；解串器 NLS9246：支持4路HSMT 6.4Gbps输入，输出两路独立4通道CSI-2数据流，内置4 个CSI控制器，支持灵活的视频路由与复制。
值得注意的是，纳芯微是业内率先完成芯片级协议互联互通测试的国产SerDes方案，和其他厂商HSMT协议的SerDes方案完成了图像数据流和控制业务流的打通和寄存器互操作，真正实现了加串器与解串器的解耦，使得客户可灵活选择不同供应商的芯片组合，得到了国内头部ADAS客户的高度认可。之所以这样做，是因为在HSMT协议框架下，虽然大家都是竞争关系，但更多的是合作，共同壮大HSMT这一生态。
纳芯微认为，标准虽然乱战，但长期看HSMT最值得信赖。国内标准意味着自主可控，同时由于HSMT是后制定的标准，所以相对于其他协议，有更多的先进性，也更容易被市场所接纳。比如，在技术层面MIPI A-PHY定义了4Gbps和8Gpbs，而直接跳过了目前最主流的6.4 Gbps速率，厂商需要额外自行设计，从而导致互联互通的难度加大，而HSMT则规定了完整且符合市场要求的路书。
“车载SerDes是一个长坡厚雪的赛道，不止研发投入大，回报周期还很长，不可能只做一款爆款，就可以在1~2年内收回成本。”纳芯微电子产品线市场总监兼高速接口负责人杨矾日前说道，“所以我们已经做好了5~8年的准备。”
总之，纳芯微在汽车SerDes的故事才刚刚开始。根据纳芯微的理解，目前6.4Gbps可以覆盖99%以上的应用，所以目前还不用PAM4技术。但面对未来更高速率的数据传输，PAM4会是刚需，目前纳芯微正在开发基于PAM4的12.8Gbps下一代产品，不止应用于更高分辨率的摄像头，还可以布局车载屏幕的接口。
瑞发科：没有PAM4就没有未来
瑞发科成立于2009年，早期SerDes芯片专注于消费和工业，2016年正式进入汽车SerDes领域。瑞发科是首家HSMT半导体芯片参与企业，承担支持HSMT标准的首款测试芯片及相关测试工作，实现了最高速率12.8Gbps测试的标准要求。同时，符合汽标委HSMT行业标准，保证了与行业同类型产品的互通性和兼容性。
今年4月上海车展期间，瑞发科宣布符合HSMT标准的车载SerDes芯片已大规模量产上车，并率先突破400万颗大关，预计今年Q4将突破1000万颗。
汽车SerDes芯片从客户验证到规模量产需要较长周期，瑞发科今年1月成功突破100万颗耗时15个月，而后续每个百万颗交付周期都在缩短。作为国内车载SerDes领域的先行者，瑞发科已实现多款芯片的大规模量产交付，成功打入长安汽车以及头部主机厂供应链。
瑞发科目前已实现20余款HSMT标准车载SerDes芯片的量产，产品线覆盖2Gbps至12.8Gbps传输速率范围。可适配不同规格的车载摄像头（最高支持1700万像素）、4D毫米波雷达、激光雷达及4K显示屏等多样化需求。
值得关注的是，瑞发科不使用任何第三方IP，全系产品采用自主知识产权IP核，并构建了完整的国产化供应链体系，涵盖芯片设计、晶圆制造到封装测试全流程，实现了真正的技术自主可控。同时，瑞发科是行业中率先拿下“三证”的厂商（AEC-Q100车规认证、ISO26262ASIL-B级认证、TUV ISO26262 ASIL-D流程认证）。
瑞发科联合创始人、副总裁王立新认为：“如果没有PAM4技术实力，车载SerDes芯片厂商在高阶智能驾驶与座舱显示市场没有未来。”这是因为，HSMT目前的标准主要基于主流制程，而汽车SerDes如果想基于22nm/40nm成熟工艺制程实现超过8Gbps高带宽，必须要采用PAM4技术。
据了解，瑞发科与另一家美商头部企业共同成为全球唯二的量产超过12G PAM4车载SerDes的企业。下一步，瑞发科将推出传输速率达25.6Gbps的SerDes芯片，该产品将支持8K车载显示屏的应用需求。目前来看，纳芯微也在布局PAM4，这样来看，PAM4对于HSMT的确非常重要。
从市场角度来看，王立新认为，中国车载SerDes市场正迎来爆发性增长机遇，一方面整车厂对降本增效和供应链安全的诉求日益凸显，另一方面美国持续加码高端芯片出口管制。进口SerDes芯片不仅价格昂贵，还面临供应链风险。相较而言，本土厂商在定制化开发和服务响应方面更具优势。这一市场窗口期极短，预计2025年整个市场格局就会定型。
首传微：双协议芯片诞生
今年4月上海车展期间，首传微电子展出了VL7717S、VL7722S、VL7724S系列芯片，开创性同时兼容MIPI A-PHY和HSMT双协议标准的车载SerDes解决方案。该系列产品提供2Gbps至8Gbps的多档传输速率（涵盖2Gbps、3.2Gbps、4Gbps、6.4Gbps和8Gbps），可完美适配最高1600万像素的车载摄像头，全面覆盖当前主流车载视觉系统的需求。
这一系列芯片，也采用了PAM4传输技术，成为全球范围内仅有的三家掌握该技术的SerDes厂商之一。该系列产品创新性地采用了全双工模拟前端设计，通过近乎无源的架构实现上下行信号的早期分离，具备三大技术优势：抗过压能力强：可安全处理超过1V（单端合并信号）的信号幅度；传输性能优异：支持PAM4模式下更高的下行信号幅度；能效比突出：在保持低功耗的同时确保信号链路前端的高线性度。
值得关注的是，在2024年2月由Valens主导的MIPI A-PHY标准互通性测试中，首传微VL77XX系列成功实现了与Valens VA7000系列芯片的互联互通，并完成图像传输验证。此次跨厂商产品的成功互操作，不仅验证了MIPI A-PHY标准的技术可行性，更为该标准的产业化推广奠定了重要基础。
行业人士认为，双协议在一定程度上，会为选型带来很大的自由度，同时更加互联互通。不过，两边都支持，对于工程师来说，可能应用场景并不一定大，因为很少情况下串行器和解串器同时采用不同的HSMT和MIPI A-PHY。未来，不清楚首传微是否会推出单HSMT协议的芯片。
破局汽车SerDes芯片的"中国方案"
在全球汽车SerDes芯片竞争白热化的背景下，中国HSMT标准的崛起正在改写产业格局。从纳芯微的"协议互通"突破、瑞发科的"PAM4技术领先"到首传微的"双协议创新"，中国厂商通过差异化技术路径，正在构建自主可控的SerDes生态体系。
当前，汽车智能化浪潮催生了对高速数据传输的爆发性需求。数据显示，目前单车搭载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。在这场关乎智能汽车"神经网络"的竞赛中，HSMT标准凭借其开放性和适应性，有望成为中国汽车电子产业"换道超车"的重要支点。这场标准之争的终局尚未可知，但可以肯定的是，中国汽车产业正在通过HSMT标准，书写属于自己的SerDes芯片新篇章。
展望未来，随着8K显示、4D成像雷达等新技术加速上车，PAM4以及12.8和25.6Gbps以上传输速率将成为竞争焦点。
参考文献
[1]测试链盟：https://mp.weixin.qq.com/s/5c3qu9I8zINpz_gNUSbuSw
[2]首传微VELINKTECH：https://mp.weixin.qq.com/s/3P-O6TBypwHzHtCZiO73DQ
[3]Connect Supplier：https://connectorsupplier.com/automotive-serdes-taps-ethernet-for-high-speed-communications/
[4]盖世汽车每日速递：https://mp.weixin.qq.com/s/Exi19dPhVd--XsqNKHwJKA
[5]高工智能汽车：https://mp.weixin.qq.com/s/F6K7q330sSTVkO_nTRVtbg
