通信行业周报：车载通信技术变革期，重点关注PHY、高速连接器、网络变压器、安全网关等领域

证券研究报告|行业研究周报 2022年08月22日 车载通信技术变革期，重点关注PHY、高速连接器、网络变压器、安全网关等领域 评级及分析师信息 行业评级：推荐行业走势图 6%1%-5%-11%-17% -23% 2021/082021/112022/022022/052022/08 通信沪深300 分析师：宋辉邮箱：songhui@hx168.com.cnSACNO：S1120519080003联系电话：分析师：柳珏廷邮箱：liujt@hx168.com.cnSACNO：S1120520040002联系电话： 行业周报 报告摘要: 1、以太网PHY芯片需求弹性大：我们预计按中性估算，2024年新推出的车型平均每车装有10个PHY芯片，2025年后随着汽车辅助&自动驾驶智能化程度的提高，PHY芯片端口数量会持续增加。中国的汽车年产销量均在2500万辆以上，车载娱乐系统、导航系统等已逐步成为汽车的标配。我们保守预计，2025年中国车载以太网物理层芯片搭载量将超过2.5亿片。相关标的包括：裕太微、上海景略、昆高新芯等公司。2、高速连接线国产化比例极低，国产替代空间大：相比高压连接器的迅猛发展，国内高速连接器的国产化进程相对缓慢，本土企业主要有电连技术、林积为、中聚泰等，瑞可达、中航光电、立讯精密、意华股份、天海科技等企业涉及。 在高压连接器领域，本土企业的优势是成本低，高速连接器领域，电连技术已在太网连接器领域实现小批量供货，主要在ADAS、高速网关、车内控制器等场景中应用。 3、网络变压器升级演进，有望迎来飞速发展：车载网络传输带宽不能满足大量数据传输的要求，车载以太网带动下汽车级网络变压器也将迎来一个飞速发展的过程。国内铭普光磁汽车级网络变压器，目前已通过AEC-Q200认证，满足高速率车载以太网数据传输要求。 4、汽车网络安全不可或缺：随着汽车网联化功能和智能化功能越来越多，智能网联汽车受网络攻击的风险越来越大，网关安全机制可帮助大幅减少网络攻击的风险，最大限度保障驾驶员及乘客的安全，并防止车辆被盗和重要信息丢失。提供网关产品的供应商有大陆、博世、FEV、恒润科技、联合汽车电子等。 5、通信板块观点 1）低估值、高股息，必选消费属性强的电信运营商（A+H）板块：中国移动、中国电信、中国联通；2）低估值成长依旧的主设备：紫光股份（华西通信&计算机联合覆盖）、中兴通讯； 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 3）东数西算产业链中IDC、光模块板块：光环新网、奥飞数据、新易盛、天孚通信、中际旭创等；4）高成长物联网模组及能源信息化板块：移远通信、广和通、朗新科技（华西通信&计算机联合覆盖）、威胜信息等； 5）10G-PON及家庭宽带设计产业链：平治信息、天邑股份等； 6）其他个股方面：海格通信（北斗三号渗透率提升）（华西通信&军工联合覆盖）、新雷能（华西通信&军工联合覆盖）、TCL科技（面板价格触底）（华西通信&电子联合覆盖）、七一二（军工信息化）、金卡智能（华西通信&机械联合覆盖）等。 6、风险提示 新能源及智能汽车渗透率放缓；相关技术发展缓慢。 1.汽车智能化驱动数据传输快速增长，车载以太网是未来重要传输技术 1.1.汽车技术不断发展，数据传输技术要求提升 表1汽车各种数据传输的对比 随着汽车技术的发展，汽车电子产品数量逐年增加，复杂性日益提高，越来越多的汽车需要配备高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载信息娱乐系统（IVI），大量流媒体数据的传输要求总线具备更高的传输能力。随着无人驾驶技术的发展，汽车需要配备更多的摄像头、雷达等传感器，这些感知系统会采集到大量的数据，要将这些数据快速完整地传输到计算处理单元，并及时地做出响应，对车内数据传输能力和可靠性提出了非常高的要求。 现今汽车普及的网络技术主要有CAN、FlexRay、LIN、MOST和LVDS等。1)CAN是使用最为广泛的汽车通讯技术，可用于各类控制指令、交互数据的 传输，传输带宽可达1Mbps。 2)FlexRay技术带宽可达20Mbps，可支持多种拓扑形式，但成本相对较高，主要运用在中高端车线控系统，如线控转向、线控换挡和制动器控制等。 3)LIN是一种低成本汽车通用串行总线，最大传输速度约20kbps，适用于对网络的带宽、性能或容错功能没有过高要求的应用，如车门、车窗和后视镜的控制等。 4)MOST总线主要运用场景是多媒体流数据传输，其最大传输带宽可达 150Mbps，但因为供应链体系相对单一，开发成本高，主要用于中高端车载影音系统。 5)5LVDS一种基于电气数字信号的通讯技术，对线束要求较高，通常采用铜缆或双绞线作为高速数据的传输介质，主要用于数字视频传输，如全景系统屏幕和摄像头间的图像数据传输。 Ethernet CAN/FD Flexray MOST LIN 宽带(Mbps) 100/1000... 5 20 150 0.02 最大节点数 受制于端口数 30 22 64 16 传输距离(m) 15/40/… 110 24 1280 40 网络访问 全双工无竞争 非破坏性仲裁 时间触发 时间触发 时间触发 成本 低 低 低 高 非常低 拓扑结构 星、树 总线 总线、星 环、星 总线 标准 1EEE802.3 ISO11898 Flexray联盟 MOST公司 SO17987 传输介质 UTP/STP/… UTP UTP Optical/UTP 单线 错误检测 强 强 强 强 弱 主要应用 娱乐系统/ADAS 常规通信 安全相关 娱乐系统 门、座椅 数据来源：铭普光磁官网，华西证券研究所 车载以太网不仅能够支持较高的速率传输，具有大带宽、低延时、低电磁干扰等优点，而且对链路连接形式有归一性，使整车链接种类降低、成本降低， 可广泛应用于娱乐、ADAS、车联网等系统中，因此车载以太网有望逐步取代传统总线技术，成为下一代车载网络架构。 1.2.数据传输需求快速增长，催化车载网络架构变革 图1传统汽车网络架构 大量的高速传输需求，带来了车载网络通讯的变革，我们认为以太网将成为域间控制器网络的网络骨干介质，并用于代替现有串行网络（如MOST和FlexRay），未来高速总线将以以太网为主。 资料来源：华一汽车科技，华西证券研究所整理 车载以太网具备以下优势： 1)高带宽，以满足大量数据传输的需求:车载以太网已经实现百兆带宽的落地，正在向千兆宽带升级，相较CAN、LIN、Flexray等传统车内总线有压倒性优势。 2)以太网技术的标准性、成熟性、通用性和互联扩展的优势:车载以太网的高层协议和软件可以保持不变，支持现有的车载电子生态链成果。 3)有效降低线束重量：100BASE-T1是全双工标准，物理上只需要一根非屏蔽双绞线即可实现，大大减轻了线束的重量，与之带给车身的负担，可以减少线缆重量约30%，减少连接成本约80%。 图2基于域控制器的混合车载网络架构 资料来源：华一汽车科技，华西证券研究所整理 2.车载以太网产业链 2.1.核心通信芯片：车载以太网PHY芯片市场空间巨大 汽车电子电器网络架构演进方向预示着以太网将替代CAN成为高速主干网，基于域控制器（DomainController）构建的网络拓扑将成为子网系统。以太网为主干网络，将车载域控制器系统（车身域、底盘域、动力域、信息娱乐域、辅助驾驶域）进行高速互联。域控制器除了完成专用的控制逻辑外，还将作为子网关实现跨域数据交互功能。 面向域控制器的网络拓扑改变传统车辆网络架构中控制器到控制器的点对点交互方式。新架构中，如：车身域内部，各控制器基于CAN、LIN总线完成数据交互（类似于传统汽车网络架构），在信息娱乐域中，娱乐域控制器与其子部件的通信将通过以太网实现；如一个域控制器需与其他域控制器交互信息时则需经由车域网关经以太网路由完成。 PHY芯片 PHY芯片 PHY芯片 Switch交换芯片 图3以太网为主干网的混合汽车网络拓扑示意 资料来源：华夏EV，华西证券研究所 以太网电路接口主要由数据链路层（MAC）和物理层（PHY）两大部分构成，目前汽车大部分处理器已包含MAC控制，而以太网物理层芯片（PHY）作为独立的芯片用来提供以太网的接入通道，起到连接处理器与通信介质的作用，其重要性不断凸显以太网芯片带来巨大的市场空间。 随着汽车智能化程度的提高，自动驾驶技术的升级和完善，车内以太网的带宽和冗余备份需求会日益增多，PHY芯片的端口数也随带宽不断增加。 我们预计按中性估算，2024年新推出的车型平均每车装有10个PHY芯片，2025年后随着汽车辅助&自动驾驶智能化程度的提高，PHY芯片端口数量会持续增加。 以太网交换芯片 MCU控制芯片 图4基于英飞凌TC397芯片车载以太网交换机拆解 资料来源：知从科技，华西证券研究所 近年来，中国的汽车年产销量均在2500万辆以上，车载娱乐系统、导航系统等已逐步成为汽车的标配。根据中国汽车技术研究中心有限公司的预测（数 据来源：裕太微招股说明书），2021年-2025年车载以太网PHY芯片出货量将呈 10倍数量级的增长，我们保守预计，2025年中国车载以太网物理层芯片搭载量将超过2.5亿片。 图5车载以太网端口数量预测（单位：个） 资料来源：EthernetAlliance（裕太微招股说明书），华西证券研究所 2.2.高速连接线国产化比例极低，国产替代空间大 据Intel测算，自动驾驶车辆每天将产生超过4T的数据量，以单个传感器的数据传输量测算，自动驾驶车雷达和视频传感器各自产生的数据量达到了100MByte/s，附加的ECU内的融合数据大约为50MByte/s。以一台配备有五个雷达传感器和两个视频系统的车辆（加上额外的其他测量值）为例，在采集和存储期间，需要管理大约1GByte/s的海量数据。 高速连接器主要是用于满足汽车辅助驾驶、自动驾驶、车联网等应用，在摄像头、T-BOX、域控制器、激光雷达、天线、显示器等场景中较为常见，根据不同的应用需求，高速连接器主要分为Fakra、MiniFakra、以太网连接器、HSD连接器等类型。 Fakra主要用于射频信号、GPS定位系统、收音机、互联网接入等车载电子娱乐系统，是车载多媒体设备间信号传输的重要部件。 HSD连接器，摄像头通过Mini-FAKRA输送到AVM的信息流，将交由HSD进行下一步传输，主要应用于AVM（环视系统）到主机端、主机端到座舱端的高速传输。 车载以太网是车内通信的主干网络，与HSD一样都具有高传输效率，由于后者线束成本较高，车载以太网被认为未来有望取代HSD。 图6汽车连接器应用领域示意图 资料来源：TE官网，华西证券研究所 连接器是电子系统设备之间电流或光信号等传输与交换的电子部件。连接器的制造材料主要为金属、电镀材料、塑胶材料等，连接器的直接材料成本占整体成本的50%-60%，其中铜材、塑胶为主要材料。 图7罗森伯格MTD连接器图8TEMATEnet电缆组件 资料来源：线束世界，华西证券研究所资料来源：线束世界，华西证券研究所 相比高压连接器的迅猛发展，国内高速连接器的国产化进程相对缓慢，由于高速连接器需要有通信及射频技术基础。本土企业主要有电连技术、林积为、中聚泰等，瑞可达、中航光电、立讯精密、意华股份、天海科技等企业涉及。 在高压连接器领域，本土企业的优势是成本低，技术实力方面，与行业龙头有差距。高速连接器：Mini-Fakra和以太网两类产品仍在持续研发中，电连技术已在太网连接器领域实现小批量供货，主要在ADAS、高速网关、车内控制器等场景中应用。 2.3.网络变压器升级演进，有望迎来飞速发展 车载网络传输带宽不能满足大量数据传输的要求，车载以太网带动下汽车级网络变压器也将迎来一个飞速发展的过程。 网络变压器也被称作“数据汞”，也可称为网络隔离变压器。它在一块网络接口上所起的作用主要有两个；一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的