国产厂家向ADI与TI的SerDes霸主地位发起挑战

汽车领域是SerDes解串行使用数量最多的领域，每一颗摄像头、每一块屏幕都需要SerDes芯片，高端车型的SerDes芯片总价值比主SoC还要高，2029年市场规模预计为50亿美元。而这个领域，摄像头部分基本被ADI垄断，市场占有率超90%，显示领域，TI德州仪器大概有70%的市场份额，ADI大约20%。ADI和TI各自有GMSL和FPD-LINK两大技术。

图片来源：MIPI Alliance, Inc.

MIPI A-PHY的出现，让这种垄断局面有可能被打破，一众国产厂家蜂拥而入，包括上海芯炽科技、矽力杰半导体、首传微电子、裕太微电子，国外厂家则有Valens。此外，还有MIPI A-PHY周边厂家，包括SoC厂家，黑芝麻智能科技有限公司、现代摩比斯(Hyundai Mobis)、芯鼎科技(iCatch Technology)、英特尔、Mobileye、星宸科技（SigmaStar）等。摄像头传感器和模块供应商：A&R Tech、Chemtronics、D3 Embedded、Leopard Imaging、MCNEX、Nippon Chemi-Con、三星LSI、索尼半导体、舜宇智领技术(Sunny Smartlead)等。线束、连接器和组件供应商：Hosiden、住友电工等。

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MIPI A-PHY 是第一个汽车长距离串行器/解串器物理层接口规范，提供点对点或菊花链拓扑的非对称数据链路，通过单根电缆传输高速单向数据和嵌入式双向控制数据，还可以根据需要进行选择性供电。联盟还推出了MIPI汽车SerDes解决方案（MASS），这是一系列基于A-PHY的全栈连接方案，可实现ADAS、IVI和ADS等应用所需的端到端安全性和功能安全性。

与传统基于私有协议的GMSL和FPD-LINK不同，MIPI A-PHY是开放的、全球通用的标准，没有专利限制，任何具备技术能力的MIPI联盟及其互认联盟成员，均可以参与研发创新。

标准化的好处是：标准化能够使组件供应商、一级供应商和OEM专注于创新，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。

任何基于 MIPI A-PHY 标准的芯片都能实现互联互通，实现了加解串解耦，打破了以往品牌绑定限制，为车企提供了更多选择权和议价能力，同时降低供应链风险。

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另外，A-PHY具备完备的MIPI协议支持，体现在：MIPI 协会提供了完整的数据传输协议标准，在汽车数据传输的各种接口中被广泛采用，提供了从图像传感器→中央处理器→显示屏端到端的协议处理，确保了协议的一致性和拓展性。

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MIPI A-PHY 采用了协议包的传输方式，可以将其他非MIPI协议直接进行打包传输，拓展了MIPI A-PHY 的使用场景，这些协议包括eDP/DP、I2C、以太信号、音频信号等，覆盖了多种使用场景。

MIPI A-PHY优点还有，非对称优化架构：A-PHY专为从摄影机/传感器到 ECU，以及 ECU 到显示器的高速非对称传输而设计，同时为命令和控制提供同步 (concurrent) 低速双向流量；与其他/对称架构相比，优化的非对称架构可以简化设计并降低成本。

纯硬件协议层：与使用D-PHY/C-PHY 分层的行动装置应用一样，A-PHY与CSI-2/DSI-2 协议层紧密耦合，因此本质上仅使用纯硬件协议层进行操作，无需软件干预；与其他接口相比，该架构具有更大的灵活性，并利用软件层来实现这种灵活性。

针对布线、成本和重量进行了优化的架构：由于A-PHY 优化了非对称架构和硬件协议分层，A-PHY 满足了优化布线、成本和重量要求，随着电子组件及其接口所需线材数量的增加，这一点变得越来越重要。采用PAM调制的低奈奎斯特频率（Nyquist frequency）特性，来实现与NRZ调制同等甚至更高的带宽，降低了对线材和连接器的性能要求。新规范显示，在4Gbps以下支持非屏蔽(UTP)线缆和连接器弹性的数据链路层可支持其他协议：MIPI联盟希望与其他将其本地协议应用于汽车领域的组织合作，其中包括VESA，它正在调整其 DisplayPort协议规范以供汽车使用，为了适应这些开发规范，A-PHY包括一个通用数据链接层，可容纳不同的协议调节层 (adaptation layer)同时计划支持VESA的车载DisplayPort协议。

高EMC抗扰度：MIPI投入了大量资金来分析和量测严酷的汽车通道，并得出结论：以窄频干扰消除器 (NBIC) 和重传方案 (RTS) 的架构可提供最稳健的性能，特别是对于在较长距离内需要更高数据速率的应用 。

MIPI A-PHY最强大的地方一是传输带宽远比GMSL和FPD-LINK高，二是兼容车载以太网802.3ch。当然GMSL也兼容以太网，但还没有为802.3ch做好准备，且通常只有少数产品兼容以太网。

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2024年中期发布的2.0版本，速率可达32Gbps，有效速率28.8Gbps。

ADI的GMSL路线图

图片来源：ADI

ADI的GMSL路线图中，目前主流的还是GMSL2，GMSL3比较少见，即便是GMSL3X的传输速率也不过12Gbps，低于MIPI A-PHY的1.0版本。MIPI A-PHY的1.0版本就采用了PAM4调制，可以使用低成本的线缆和连接器。

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A-PHY支持一种独特的线缆即STQ，STQ 电缆有四根导体，在单个屏蔽护套内提供双差分对。它们在一根电缆上启用两个A-PHY端口，与使用两根单独的同轴电缆或STP电缆相比，省掉了一半线缆和连接器。通过重用规范的现有组件，A-PHY的模块化特性使这成为可能，而无需进行重大更改。

MIPI联盟与IEEE关系密切，IEEE是车载以太网标准的拥有者，在下一代更高带宽的车载以太网标准里，IEEE兼容MIPI A-PHY。

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MIPI A-PHY是完全兼容MIPI D-PHY和MIPI C-PHY。通常以太网是应对对称传输的，但802.3ch是例外，它可以做非对称传输，专门为传感器到ECU设计。

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兼容802.3ch让MIPI A-PHY更适合Zonal这种中央计算架构，也能和以太网共存，从竞争关系变为合作关系。

目前来看，MIPI A-PHY厂家还有不少工作要做，GMSL和FPD-LINK已经非常成熟且经过了足够长时间足够大规模的验证。GMSL和FPD-LINK在实际应用中有一套完整的落地方案，能够对应技术能力较差的小厂家。

GMSL对布线、焊点、间歇、分立元件都有详细指导。

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上图就是一个GMSL阻抗匹配错误的PCB Layout。

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上图是一个经过优化的GMSL阻抗匹配 PCB Layout。

ADI推荐的MAX96712 MIPI C-PHY PCB Layout

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ADI推荐的MAX9295 MIPI D-PHY PCB Layout

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MIPI A-PHY能否打破ADI和TI的垄断还有两个重要因素，一是摄像头像素是不是会进一步增加还是止步于主摄像800万像素，侧视400万像素，像素越高，MIPI A-PHY优势越明显，显示屏分辨率要超过4k，MIPI A-PHY的优势才比较明显。再有一个中高端座舱芯片霸主高通和高端智能驾驶芯片霸主英伟达是否支持MIPI A-PHY。