以太网，一个我们已经很熟悉的技术。虽然我们在以太网的了解与应用上不断在取得进步，但以太网在实际使用中仍然经常遇到不少挑战。这些挑战可能来自功率，可能来自带宽，可能来自通信距离等等。为解决这些困难，以太网物理层PHY提供了不少助力。

以太网PHY芯片，一种物理层收发器器件，是有线通信领域常见的基础芯片。物理层PHY指定电信号类型、信号速度、介质和连接器类型以及网络拓扑，实施1000 Mbps的1000BASE-T、100 Mbps的100BASE-TX和10 Mbps的10BASE-T等各种以太网标准。物理层PHY接受链路层MAC过来的数据，进行处理后把并行数据转化为串行流数据，按照物理层的编码规则把数据编码，再变为模拟信号把数据送出去。

什么是PHY？

PHY（Physical Layer）是IEEE802.3中定义的一个标准模块，STA（Station Management Entity，管理实体，一般为MAC或CPU）通过MIIM（MII Manage Interface）对PHY的行为、状态进行管理和控制，而具体管理和控制动作是通过读写PHY内部的寄存器实现的。PHY的基本结构如下图：

PHY在发送数据的时候,收到MAC过来的数据(对PHY来说,没有帧的概念,对它来说,都是数据）然后把并行数据转化为串行流数据,再按照物理层的编码规则把数据编码,再变为模拟信号把数据送出去，收数据时的流程反之。

PHY还有个重要的功能就是实现CSMA/CD的部分功能，它可以检测到网络上是否有数据在传送,如果有数据在传送中就等待,一旦检测到网络空闲,再等待一个随机时间后将送数据出去.如果两个碰巧同时送出了数据,那样必将造成冲突,这时候冲突检测机构可以检测到冲突,然后各等待一个随机的时间重新发送数据。

PHY寄存器的地址空间为5位，从0到31最多可以定义32个寄存器（随着芯片功能不断增加，很多PHY芯片采用分页技术来扩展地址空间以定义更多的寄存器），IEEE802.3定义了地址为0-15这16个寄存器的功能，地址16-31的寄存器留给芯片制造商自由定义，如下表所示：

以太网PNY芯片市场规模与格局

以太网PHY芯片是数据通讯中有线传输的重要基础芯片之一，产业规模方面根据中国汽车技术研究中心发布的数据统计，2021年全球以太网物理层芯片市场规模约为120亿元，2022年至2025年，全球以太网物理层芯片市场规模预计保持25%以上的年复合增长率，2025年全球以太网物理层芯片市场规模有望突破300亿元。

以太网物理层芯片目前最火热的一条赛道是车载以太网PHY芯片，在汽车电动化、智能化的发展趋势下，车载网络的主要形式从此前CAN总线往以太网迁移，以太网在车身上的端口数迅速增加。根据中金研究部的数据，国内车载以太网PHY芯片预计到2025年国内市场规模将迅速增长到156亿元。在以太网PHY芯片市场规模稳步增长的同时，车载以太网PHY芯片市场在强势增长。

不论是非车载以太网PHY芯片的市场格局还是车载以太网PHY芯片的市场格局，集中度都很高，少数厂商掌握了大部分的市场份额。根据中国汽车技术研究中心有限公司的数据，美国博通、美满电子、德州仪器、高通、微芯和中国台湾瑞昱这几家巨头占据全球超过90%的市场份额。车载以太网PHY芯片上，美满、博通、瑞昱、TI和NXP五家企业几乎占据了车载全部的市场份额。这些家厂商经过多年发展，凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的积累，形成了巨大的领先优势，尤其是博通、美满和瑞昱。

国内以太网物理层芯片自给率很低，下游厂商使用的以太网物理层芯片都高度依赖境外进口。作为有线传输重要的基础芯片，PHY芯片国内很长一段时间不能独立自主地研发生产。但是 随着这几年国产化的推进，产业链上下游对以太网芯片市场大力支持，现在不少国产PHY芯片出现了，开始替代原本垄断在几家巨头厂商手中的市场份额。

市场前景

如今，部分Tier1、Tier2厂商正致力于将A-PHY标准应用于下一代高级驾驶辅助系统（ADAS）方案之中。

不过，关于该标准的前景与市场，还是要等首批搭载支持相关组件的车辆面市之后，有更多厂商加入实现互联互通之时，再做论述。

眼下汽车产业正在经历智能化的变革，摄像头、传感器、显示屏等零件早已不可或缺，某些高端车型如小鹏P7、极氪001已经搭载了14颗摄像头，可见相关市场之广阔。

不知当A-PHY产品面市之时，能否带动摄像头传感器厂商从D-PHY/C-PHY转向A-PHY，从而为ADAS方案的发展注入新的能量。

软件和电子将成为智能汽车核心竞争力

软件和电子是汽车价值量增加的核心驱动因素之一，成本占比逐渐提升。与传统汽 车相比，智能网联汽车自动驾驶、智能座舱、车联网等新功能的实现主要依靠软件 算法和传感器、T-box 等新的车载电子产品，其在整车成本中的占比将逐渐提升。伴 随着软件定义汽车（Software Defined Vehicle, SDV）及面向服务的框架（Service Oriented Architecture, SOA）的提出和普及，整车的设计开发也将与传统产生较大变 革。麦肯锡预测，到 2030 年全球汽车销售额将达到 38,000 亿美元，年复合增长率3.27%；其中软件和电子电器元件市场将增至 4,690 亿美元，年复合增长率 7.02%， 是整车增长率的两倍以上。到 2030 年汽车软件和电子电器占整车价值量占比也将 从 2020 年的 8.64%升至 12.34%。

汽车软件和电子的细分市场中，ECU/DCU 占比最大，动力电子增速及集成验证服 务增速较快。2019 到 2030 年动力电子市场增速最快，达到 18%，2030 年市场规模 将达到约 700 亿美元；其次为集成验证服务，增速 10%，2030 年规模 320 亿美元。 ECU/DCU 仍为其中最大的细分领域，因规模化量产效应降本效应增速仅 3%。 ECU/DCU 从结构来看比重向 DCU 倾斜。2025 年 ECU 与 DCU 市场规模分别为 760 亿美元和 210 亿美元，二者之比约为 3:1；随着域控制器的集成和发展，到 2030 年 二者市场规模相当。其中自动驾驶域和座舱（信息娱乐）域向 DCU 转变较快。2025 年 ADAS 的 ECU 与 DCU 市场空间之比为 4:3，到 2030 年变为 1:3；ADAS 市场空 间也从 350 亿美元增至 560 亿美元。2025 年座舱域 ECU 与 DCU 价值之比约为 6:5， 到 2030 年座舱大部分价值量集中在 DCU，ECU 与 DCU 之比变为 1:9。

车载以太网技术&市场前景广阔

计算机侧以太网技术应用已相当成熟，技术迭代速度快。自 1980 年第一个以太网 标准协议公布以来，以太网在计算机领域得到广泛应用，传输速度不断提高。如 2010 年出现的单链路以太网，其连接速度从 10Gbp 升至 100Gbps，十年速度提升十倍。 传输速度的更新迭代远远快于车内通信网络。

车内通信网络受限于早期汽车功能需求不足，其带宽速率发展落后于计算机以太网， 通过逐步解决车规可靠性及成本问题有望快速提升传输速率。据飞思卡尔测算，车 内网络发展滞后以太网约八年时间。目前车内常用总线中，最高可达到带宽为 MOST 150 的 150Mbps，而计算机以太网早在 MOST 总线问世之前的上世纪便已突破了这 一速率。根据以太网联盟资料，计算机领域以太网传输速度已经达到了 400Gbps， 40km/400G 的以太网 IEEE 标准已经颁布。

文章来源： 大肉肉vlog，52RD，未来智库，核芯产业观察