SerDes技术如何助力汽车电子系统智能化升级？

在汽车智能化浪潮中，汽车电子系统的复杂度呈指数级攀升。车载摄像头、显示屏、激光雷达等设备数量激增，使得数据传输量爆发式增长。据相关数据显示，一辆普通的智能汽车，其各类传感器和设备产生的数据量，相比传统汽车增长了数倍乃至数十倍。在这样的背景下，高效的数据传输方案成为了汽车智能化发展的关键瓶颈。SerDes（串行器/解串器）技术，凭借其高带宽、低延时、低功耗的特性，成为了满足摄像头、座舱显示屏等高像素、高分辨率图像传输需求的理想选择。

前不久，纳芯微在高速SerDes接口领域迈出了重要一步，发布了其最新产品。在纳芯微产品发布会上，纳芯微电子产品线市场总监兼高速接口负责人杨矾对此进行了深入解读。

夯实电动化：持续赋能核心动力域创新

纳芯微自2020年全面进军汽车市场以来，在新能源汽车电动化领域成绩斐然。以“三电”——电机、电池管理、车载充电机（OBC），以及高压/低压的DC/DC转换器等零部件——为核心的电动化领域，纳芯微已与近400家客户达成产品合作并提供服务支持。这些客户涵盖了国内几乎所有头部的汽车“三电”企业，以及博世、大陆等国际行业巨头。在这个领域，纳芯微的产品应用广泛，且取得了显著的市场份额。

“三电”系统中的零部件，由于与新能源车的高压电池和低压电源均有连接，对高压与低压的安全隔离有着严格要求。纳芯微基于自身的核心技术——数字隔离，研发出了数字隔离器和隔离驱动等拳头产品，尤其是隔离栅极驱动。这些产品在国内新能源车市场表现卓越，数字隔离器市占率超过35%，隔离栅极驱动累计出货量超过8亿颗，在新能源车中的占有率接近50%，远远领先于国内竞品以及国际头部厂商。

在研发投入方面，自2020年起，纳芯微将70%的研发资源集中于汽车领域。这一战略投入带来了丰厚的回报，截至目前，其累计车规级产品发货量已超过6.68亿颗，2024年单年发货量超过3亿颗，仅今年一季度发货量就接近1亿颗。从这些数据可以清晰地看出，纳芯微在汽车领域正持续高速发展，在新能源汽车上半场（电动化）取得了优异的成绩。

随着新能源汽车逐步进入下半场——智能化阶段，纳芯微也早已进行了全面布局。在车身域控领域，纳芯微构建了完善的产品体系，拥有高边驱动、马达驱动等产品以及各类接口器件，广泛覆盖车身控制、门控、座椅控制、座椅按摩等应用场景。目前，相关核心模拟产品已全面落地，并计划在今年或明年实现大规模量产上量。

推进智能化：提升车身舒适

智能座舱和辅助驾驶是汽车智能化的重要主题。当下，新能源汽车致力于打造“第二空间”概念，通过提升车身舒适性配置来增强用户的娱乐体验感。而这一切，都建立在强大的辅助驾驶能力基础之上。辅助驾驶能力越强，用户能够放松享受舒适配置的时间就越多。

辅助驾驶系统的实现，一方面依赖于先进的软件与算法，另一方面则离不开可靠的硬件支持。在辅助驾驶硬件领域，纳芯微已完成全面布局。从其产品布局图中可以看到，橙色部分标识的已量产产品，主要集中在电源产品（如各类中压和低压BUCK、LDO）、电源路径管理与保护器件，以及车身CAN/LIN等产品，并且已经实现大量发货。

纳芯微ADAS解决方案产品布局

ADAS系统的核心要素剖析

此次发布会的重磅产品，是面向摄像头场景的加串器芯片NLS9116和解串器芯片NLS9246，这两款芯片专门用于处理高速视频流。此外，纳芯微在ADAS显示屏场景的SerDes芯片目前正处于研发阶段，预计明年发布。

ADAS作为汽车智能化的核心部分，包含感知、数据处理和决策执行三大核心要素。感知环节依靠汽车搭载的各类传感器，如视觉传感器（摄像头）、超声波雷达、激光雷达、毫米波雷达等，这些传感器通过不同的通信网络传输数据。其中，毫米波雷达使用1Mbps至8Mbps的CAN网络，激光雷达使用百兆以太网，摄像头则借助车载SerDes网络传输数据。在数据处理阶段，所有传感器收集到的数据会接入ADAS域控的大算力SoC进行运算处理。最后，处理后的结果输出至汽车底盘，实现决策执行，对车辆进行控制。

纳芯微认为，ADAS的普及面临着两个关键要点：其一，产品要易于实施，即对研发人员友好，能够贴合客户需求，从而加速从研发到量产的周期，并且支持快速故障定位；其二，需具备成本效益。今年年初比亚迪“天神之眼”的发布，标志着ADAS已下沉至7万元价位的新能源车市场。然而，当前车载SerDes作为核心通信器件，市场仍被国外厂商垄断。因此，引入国产供应链，降低硬件成本，提升整车厂与Tier 1的成本效益，成为了当务之急。

ADAS通信领域的发展趋势洞察

在ADAS通信领域，呈现出三大发展趋势：

• 首先，数据接口速率持续提升。毫米波雷达从1Mbps CAN升级至5Mbps CAN FD，未来可能还会更快；激光雷达从百兆以太网向更高速率演进；摄像头常用的车载SerDes接口，当前主流速率为1Gbps至6.4Gbps，预计明后年随着摄像头的升级，速率将进一步突破。
• 其次，传感器形态发生变化。目前，仅有摄像头传输原始数据，毫米波雷达与激光雷达通过内置处理器处理后降速传输（如5Mbps CAN FD或百兆以太网）。但未来随着算法向“前融合”方向发展，传感器需直接传输原始数据，以省去处理器，实现小型化与成本优化，同时依靠SoC算力提升处理效率。
• 最后，通信协议走向公开化。当前车载SerDes多采用私有协议（如ADI的GMSL、TI的FPD-Link），收发端绑定，主机厂的供应链缺乏弹性。未来协议将趋向公有化，在中国市场，主流推进的有汽标委领导的HSMT、MIPI联盟的A-PHY，以及欧洲的ASA三大协议，其中HSMT与A-PHY是国内厂商的主要发展方向。

L3等级下不断升级的ADAS电子电气架构

车载SerDes芯片面临的挑战解析

车载SerDes芯片作为模拟芯片领域的高难度产品，在实际应用中面临诸多挑战。以摄像头场景为例，摄像头采用单层PCB，一面是CIS传感器，另一面是电源+SerDes加串器，通过单根线缆向ADAS域控的解串器传输高速视频流、反向控制流（控制寄存器/GPIO），并为摄像头模组供电。

面向车载摄像头的SerDes应用

这一场景对芯片提出了四大严苛要求：

• 一是摄像头小型化，要求芯片在体积、成本、功耗上严格控制；
• 二是域控端随着摄像头数量的增加，解串器的布版面积需要优化；
• 三是芯片设计要满足功能安全ASIL B等级；
• 四是支持通用协议，对速率、帧结构、纠错机制等做出规定。

对比A-PHY与HSMT协议，A-PHY由MIPI联盟在2020年发布，作为首个公有协议，存在一定的不足。其速率规格跳过了6Gbps主流区间（NRZ仅到4Gbps，PAM-4直接到8Gbps），这使得厂商需要额外设计6.4Gbps等非标速率，影响了互联互通性；并且未规定前向纠错码（FEC），导致厂商各自自研纠错机制，引发兼容性问题。而HSMT由汽标委主导，联合国内车厂、Tier 1与半导体厂商共同开发，速率支持NRZ到8Gbps，明确规定了里德-所罗门前向纠错码及物理层重传机制，协议成熟度更高。同时，在车厂与Tier 1的强力推动下，其互联互通进展优于A-PHY。

纳芯微HSMT协议芯片的产品特性

纳芯微基于HSMT协议推出的加串器NLS9116和解串器NLS9246，特点如下所示：

• 加串器NLS9116支持4路MIPI D-PHY输入（每路2.5Gbps），单路HSMT 6.4Gbps输出，满足ASIL B功能安全设计。它还支持反向100Mbps时钟生成，能够为传感器提供参考时钟，降低摄像头BOM成本与PCB布版难度；支持正向6.4Gbps展频，有效降低EMI设计复杂度，符合AEC-Q100 Grade 2标准（-40℃至105℃温度范围），采用TQFN-32封装。
• 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。每路SerDes集成眼图监测功能，无需高速示波器即可评估传输质量；支持TDR时域反射技术，通过100Mbps反向链路检测线缆开路/短路及故障位置，支持反向展频降低EMI；同样符合AEC-Q100 Grade 2标准，封装为TQFN-64。

纳芯微HSMT车载SerDes芯片的优势

纳芯微的这两款产品具备以下五大突出优势：

1. 拥有成熟的车规体系。自2020年全面投入汽车领域以来，纳芯微建立了IPD全流程管控体系，车规模拟产品发货量在国内领先，质量表现对标国际一流水平。
2. 提供一站式解决方案。不仅供应SerDes接口芯片，还同步推出摄像头PMIC、路径保护等配套模拟芯片，全面覆盖从电源到接口的需求。
3. 依托全国产供应链。从晶圆到封测，均采用全国产供应链，具备更强的交付能力和成本控制能力。
4. 具备全自研IP与性能优势。核心IP自主研发，关键指标（如接收机容限、均衡能力、驱动能力）相比国际竞品提升50%-100%，支持更长的PCB走线，降低了客户的设计难度。
5. 具备丰富的维测功能与互联互通性。集成TDR故障定位、接插件诊断等功能，加速问题排查；严格遵循HSMT协议，实现芯片级收发解耦，并已完成与国内另一HSMT厂商的互联互通测试（支持图像流、控制流互操作），是行业内首个实现公有协议芯片级互通的企业，极大地提升了供应链的弹性。

纳芯微在汽车领域的发展成就与展望

综上所述，纳芯微在新能源汽车上半场（电动化）已经实现全面覆盖，成为“三电”领域的首选合作伙伴，累计出货量高达6.68亿颗，汽车业务营收占比超36%。如今，在新能源汽车下半场（智能化）的布局中，纳芯微加速前进，推出了SerDes、Class D等核心器件。同时，纳芯微积极参与行业标准制定，加入AEC汽车电子委员会，并与头部客户合作开发差异化功能，是国内少数完成ASIL D体系实践的芯片企业，在车规量产规模与质量表现方面均领先国内同行。随着纳芯微在汽车智能化领域的持续深耕，其有望为汽车行业带来更多创新产品和解决方案，推动汽车智能化进程迈向新的高度。