尤其值得關(guān)注的，是有線接口IP的漲幅最為明顯，達(dá)到了16%，遠(yuǎn)高于處理器IP(CPU、DSP、GPU和ISP) 3.4%和數(shù)字IP(系統(tǒng)、安全和其他數(shù)字) 4%的漲幅，物理IP(SRAM存儲(chǔ)編譯器、閃存編譯器、庫和I/O、AMS、無線接口)甚至還出現(xiàn)了1.4%的跌幅。mYpesmc

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受此影響，那些針對(duì)智能手機(jī)等消費(fèi)應(yīng)用的IP供應(yīng)商的收入普遍出現(xiàn)了下降，而那些專注接口IP產(chǎn)品并針對(duì)HPC和AI的供應(yīng)商卻在增長。以100%專注于互連IP業(yè)務(wù)的Alphawave和這一業(yè)務(wù)占比高達(dá)71%的Synopsys為例，兩家公司都在2023年實(shí)現(xiàn)增長(分別增長23%和17%)。mYpesmc

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而在眾多不同類型的接口IP中，被喻為“IP皇冠”的SerDes近兩年得到了越來越多的關(guān)注，尤其是高速SerDes IP，其發(fā)展勢(shì)頭和熱度都在不斷攀升。那么，究竟是誰在幕后推動(dòng)SerDes IP的迅猛發(fā)展？讓我們來一探究竟。mYpesmc

憑什么它是“皇冠”？

SerDes是Serializer(串行器)/Deserializer(解串器)的合稱。簡(jiǎn)單來說，就是一種能將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，然后再將串行數(shù)據(jù)解碼成并行數(shù)據(jù)的技術(shù)，在數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)通信、存儲(chǔ)設(shè)備、AI和自動(dòng)駕駛等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。mYpesmc

它之所以能日益走紅，首先得益于數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算服務(wù)的爆發(fā)式增長，使得廠商對(duì)更高帶寬、更低延遲、更高密度和更低功率的傳輸需求越來越大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式已經(jīng)無法滿足日益增長的帶寬需求。其次，AI浪潮驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)處理量快速增長，算力需求的提升除了依靠GPU卡、SSD等核心硬件的性能提升，還需要更高的系統(tǒng)通信和網(wǎng)絡(luò)通信能力作為支撐，這也進(jìn)一步推動(dòng)了SerDes IP技術(shù)的發(fā)展。mYpesmc

目前，高速SerDes IP市場(chǎng)主要由海外廠商主導(dǎo)，包括Cadence、Alphawave等第三方SerDes供應(yīng)商，以及博通、Marvell、英特爾等自研廠商，其產(chǎn)品性能指標(biāo)也從2010年的10Gbps提升至2019年的112Gbps。但這遠(yuǎn)不是終點(diǎn)，Marvell下一代單通道200Gb/s速率的1.6T PAM DSP產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于今年年底開始部署，英特爾3nm SerDes芯片也測(cè)到了224Gb/s的超高速傳輸速率。mYpesmc

對(duì)高速SerDes設(shè)計(jì)來說，高速數(shù)據(jù)傳輸中的信號(hào)完整性、功耗與散熱、兼容性與標(biāo)準(zhǔn)化、電磁干擾、封裝與集成等問題，每一道都是巨大的門檻。因此與數(shù)字控制器IP只需要一名優(yōu)秀的架構(gòu)師，由年輕的工程師完成不同，支持先進(jìn)且有競(jìng)爭(zhēng)力的SerDes產(chǎn)品線需要龐大且才華橫溢的工程團(tuán)隊(duì)，他們不但要對(duì)DSP、模擬芯片設(shè)計(jì)、指令集架構(gòu)了如指掌，還要花時(shí)間進(jìn)行反復(fù)的參數(shù)調(diào)試。同時(shí)，支持PHY IP還需要后續(xù)投資，并且能夠支持多個(gè)代工廠和技術(shù)節(jié)點(diǎn)，這是獲得高回報(bào)的關(guān)鍵條件。mYpesmc

汽車，再燒一把火

隨著整車電子電氣架構(gòu)升級(jí)，車內(nèi)通訊整體朝著高帶寬、高可靠、低延時(shí)技術(shù)方向發(fā)展，SerDes技術(shù)在汽車上的應(yīng)用比例也得到了大幅增加。這個(gè)行業(yè)目前總體的市場(chǎng)趨勢(shì)可以用一句話概括：“市場(chǎng)集中度高，國產(chǎn)芯片進(jìn)入量產(chǎn)階段”，比如TI和ADI兩家?guī)缀鯄艛嗔巳蜍囕d顯示和攝像頭市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到2025年，平均每輛車的以太網(wǎng)+SerDes芯片價(jià)值約為1250元。mYpesmc

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圖源：蓋世汽車研究院mYpesmc

TI和ADI的SerDes芯片產(chǎn)品采用的是私有協(xié)議，均已量產(chǎn)上車。比如TI的FDP-Link私有協(xié)議誕生于1996年，目前已經(jīng)迭代至第四代，支持8MP+的車載攝像頭，正向視頻傳輸速率最高10Gbps，反向速率最高168.75Mbps；ADI的GMSL私有協(xié)議來源于對(duì)美信的收購，目前已迭代至第三代，其正向傳輸速率覆蓋最高至12Gbps，反向速率最高187.5Mbps。mYpesmc

德國Inova公司的SerDes芯片上采用的是名為APIX的私有協(xié)議，目前更新至第三代，最高可以實(shí)現(xiàn)12Gbps速率，可支持不同的線纜媒介，包括STP、QTP和同軸電纜等。日本羅姆的SerDes芯片使用了Clockless Link協(xié)議，不過傳輸速率較低，最高只有2.7Gbps。mYpesmc

國內(nèi)企業(yè)方面支持的私有協(xié)議類型也比較繁多，比如慷智的AHDL、仁芯科技的R-LinC等。其中，慷智在今年5月宣布采用第三代AHDL的20Gbps車規(guī)級(jí)SerDes芯片成功點(diǎn)亮，最高可支持3200萬像素視頻傳輸@30fps及4K+顯示屏，預(yù)計(jì)2024年底提供樣片；仁芯科技R-LinC系列16G高速SerDes芯片已經(jīng)在今年二季度量產(chǎn)，傳輸距離達(dá)15米，支持17MP超高分辨率的ADAS攝像頭。mYpesmc

有私有協(xié)議，就會(huì)有公有協(xié)議，主要包括三種：ASA(Automotive SerDes Alliance)聯(lián)盟的ASA-ML、MIPI聯(lián)盟的A-PHY和中國汽標(biāo)委發(fā)布的HSMT。以MIPI A-PHY為例，今年6月底，MIPI聯(lián)盟宣布推出最新的v2.0版本，將單通道上的最大可用下行鏈路數(shù)據(jù)速率從16Gbps提升至32Gbps，上行鏈路速率也從1.0版本時(shí)的100Mbps提升到1.6Gbps，是之前版本的8倍。mYpesmc

可能很多人對(duì)10G/12G/16G/20G/32G這樣的數(shù)字沒有太直觀的感受。舉例來說，目前汽車上搭載的主流的800萬像素?cái)z像頭，使用帶寬約為4G左右。如果升級(jí)到32Gbps，那么傳感器的像素等級(jí)或刷新率就可以得到更顯著的提升。mYpesmc

知己知彼，百戰(zhàn)不殆

成立于2017年Alphawave是SerDes IP領(lǐng)域比較有代表性的廠商，其112G Serdes IP產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)通訊、AI、自動(dòng)駕駛、5G通信和存儲(chǔ)等多個(gè)終端市場(chǎng)，2023年公司營業(yè)收入3.22億美元，同比增長了73.52%。mYpesmc

Cadence的優(yōu)勢(shì)在于通過與臺(tái)積電緊密合作，推出了多款高性能SerDes IP，包括支持3nm工藝的112G-ELR SerDes IP、以及支持N3E工藝的新一代224G-LR SerDes IP。此外，通過收購Rambus的SerDes和內(nèi)存接口PHY IP業(yè)務(wù)，進(jìn)一步豐富了自身的技術(shù)組合。mYpesmc

Synopsys提供的SerDes IP產(chǎn)品組合非常全面，包括了支持800G高性能計(jì)算芯片所需的真正長距連接的224G/112G以太網(wǎng)PHY IP，主要適用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心應(yīng)用；可滿足400G以太網(wǎng)應(yīng)用所需的覆蓋和性能需求的56G以太網(wǎng)PHY IP；以及支持多種通信協(xié)議，如PCI Express、CCIX、CXL、以太網(wǎng)等的多協(xié)議SerDes PHY IP。mYpesmc

國內(nèi)方面，芯潮流專注于高速SerDes IP研發(fā)、授權(quán)及芯片定制化服務(wù)，提供面向數(shù)據(jù)中心、通信網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用的高速高帶寬網(wǎng)絡(luò)互連芯片、數(shù)據(jù)處理芯片和存儲(chǔ)加速芯片，以及相關(guān)的系統(tǒng)解決方案。 mYpesmc

晟聯(lián)科(etopus)主要提供涵蓋遠(yuǎn)距離、低功耗、低延時(shí)的高速SerDes及D2D IP互聯(lián)產(chǎn)品，包括PAM4 56G/112Gbps SerDes IP、車載高速4-24G SerDes、PCIe Gen6/5、16G D2D等等。公司在今年4月和7月連續(xù)獲得了B+輪和B++輪融資，資金將主要用于高速SerDes IP及芯片產(chǎn)品的研發(fā)和量產(chǎn)，也由此可見資本市場(chǎng)對(duì)國產(chǎn)高速SerDes IP市場(chǎng)的信心。mYpesmc

芯耀輝可以提供1-10G/20G/25G/32G/56G/112G等多協(xié)議SerDes PHY完整的IP 解決方案，尤其是可以支持不同F(xiàn)oundry上的不同工藝節(jié)點(diǎn)，可以滿足客戶在中高低端的不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。mYpesmc

合見工軟自研的PCIe Gen5 Controller是其SerDes產(chǎn)品的重要組成部分，該方案還包括了與合作方共同開發(fā)的32G Serdes；牛芯半導(dǎo)體已經(jīng)完成28Gbps以下SerDes產(chǎn)品驗(yàn)證，并在此基礎(chǔ)上快速開展32Gbps PCIe 5.0的研發(fā)工作。同時(shí)，公司還計(jì)劃啟動(dòng)56G/112G SerDes的研發(fā)；芯動(dòng)科技的多標(biāo)準(zhǔn)高速SerDes系列支持28/32Gbps、56/64Gbps以內(nèi)的各種串口協(xié)議，覆蓋從55nm到5nm工藝節(jié)點(diǎn)，并正向112Gbps目標(biāo)邁進(jìn)。mYpesmc

總體而言，國內(nèi)由于供應(yīng)鏈體系和人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)上的落后，再疊加美國對(duì)高端ADC等芯片的出口進(jìn)行了嚴(yán)格管制，使得國內(nèi)盡管國產(chǎn)化替代意愿強(qiáng)烈，但高速SerDes IP目前還處在探索階段，離走出一條完全獨(dú)立自主的產(chǎn)業(yè)化道路還存在差距，需要“踔厲奮發(fā)，篤行不怠”。mYpesmc