尤其值得关注的，是有线接口IP的涨幅最为明显，达到了16%，远高于处理器IP(CPU、DSP、GPU和ISP) 3.4%和数字IP(系统、安全和其他数字) 4%的涨幅，物理IP(SRAM存储编译器、闪存编译器、库和I/O、AMS、无线接口)甚至还出现了1.4%的跌幅。dnJesmc
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受此影响，那些针对智能手机等消费应用的IP供应商的收入普遍出现了下降，而那些专注接口IP产品并针对HPC和AI的供应商却在增长。以100%专注于互连IP业务的Alphawave和这一业务占比高达71%的Synopsys为例，两家公司都在2023年实现增长(分别增长23%和17%)。dnJesmc
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而在众多不同类型的接口IP中，被喻为“IP皇冠”的SerDes近两年得到了越来越多的关注，尤其是高速SerDes IP，其发展势头和热度都在不断攀升。那么，究竟是谁在幕后推动SerDes IP的迅猛发展？让我们来一探究竟。dnJesmc
凭什么它是“皇冠”？
SerDes是Serializer(串行器)/Deserializer(解串器)的合称。简单来说，就是一种能将并行数据转换成串行数据进行传输，然后再将串行数据解码成并行数据的技术，在数据中心、网络通信、存储设备、AI和自动驾驶等多个领域有着广泛应用。dnJesmc
它之所以能日益走红，首先得益于数据中心和云计算服务的爆发式增长，使得厂商对更高带宽、更低延迟、更高密度和更低功率的传输需求越来越大，传统的数据传输方式已经无法满足日益增长的带宽需求。其次，AI浪潮驱动数据处理量快速增长，算力需求的提升除了依靠GPU卡、SSD等核心硬件的性能提升，还需要更高的系统通信和网络通信能力作为支撑，这也进一步推动了SerDes IP技术的发展。dnJesmc
目前，高速SerDes IP市场主要由海外厂商主导，包括Cadence、Alphawave等第三方SerDes供应商，以及博通、Marvell、英特尔等自研厂商，其产品性能指标也从2010年的10Gbps提升至2019年的112Gbps。但这远不是终点，Marvell下一代单通道200Gb/s速率的1.6T PAM DSP产品预计将于今年年底开始部署，英特尔3nm SerDes芯片也测到了224Gb/s的超高速传输速率。dnJesmc
对高速SerDes设计来说，高速数据传输中的信号完整性、功耗与散热、兼容性与标准化、电磁干扰、封装与集成等问题，每一道都是巨大的门槛。因此与数字控制器IP只需要一名优秀的架构师，由年轻的工程师完成不同，支持先进且有竞争力的SerDes产品线需要庞大且才华横溢的工程团队，他们不但要对DSP、模拟芯片设计、指令集架构了如指掌，还要花时间进行反复的参数调试。同时，支持PHY IP还需要后续投资，并且能够支持多个代工厂和技术节点，这是获得高回报的关键条件。dnJesmc
汽车，再烧一把火
随着整车电子电气架构升级，车内通讯整体朝着高带宽、高可靠、低延时技术方向发展，SerDes技术在汽车上的应用比例也得到了大幅增加。这个行业目前总体的市场趋势可以用一句话概括：“市场集中度高，国产芯片进入量产阶段”，比如TI和ADI两家几乎垄断了全球车载显示和摄像头市场，预计到2025年，平均每辆车的以太网+SerDes芯片价值约为1250元。dnJesmc
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图源：盖世汽车研究院dnJesmc
TI和ADI的SerDes芯片产品采用的是私有协议，均已量产上车。比如TI的FDP-Link私有协议诞生于1996年，目前已经迭代至第四代，支持8MP+的车载摄像头，正向视频传输速率最高10Gbps，反向速率最高168.75Mbps；ADI的GMSL私有协议来源于对美信的收购，目前已迭代至第三代，其正向传输速率覆盖最高至12Gbps，反向速率最高187.5Mbps。dnJesmc
德国Inova公司的SerDes芯片上采用的是名为APIX的私有协议，目前更新至第三代，最高可以实现12Gbps速率，可支持不同的线缆媒介，包括STP、QTP和同轴电缆等。日本罗姆的SerDes芯片使用了Clockless Link协议，不过传输速率较低，最高只有2.7Gbps。dnJesmc
国内企业方面支持的私有协议类型也比较繁多，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车规级SerDes芯片成功点亮，最高可支持3200万像素视频传输@30fps及4K+显示屏，预计2024年底提供样片；仁芯科技R-LinC系列16G高速SerDes芯片已经在今年二季度量产，传输距离达15米，支持17MP超高分辨率的ADAS摄像头。dnJesmc
有私有协议，就会有公有协议，主要包括三种：ASA(Automotive SerDes Alliance)联盟的ASA-ML、MIPI联盟的A-PHY和中国汽标委发布的HSMT。以MIPI A-PHY为例，今年6月底，MIPI联盟宣布推出最新的v2.0版本，将单通道上的最大可用下行链路数据速率从16Gbps提升至32Gbps，上行链路速率也从1.0版本时的100Mbps提升到1.6Gbps，是之前版本的8倍。dnJesmc
可能很多人对10G/12G/16G/20G/32G这样的数字没有太直观的感受。举例来说，目前汽车上搭载的主流的800万像素摄像头，使用带宽约为4G左右。如果升级到32Gbps，那么传感器的像素等级或刷新率就可以得到更显著的提升。dnJesmc
知己知彼，百战不殆
成立于2017年Alphawave是SerDes IP领域比较有代表性的厂商，其112G Serdes IP产品广泛应用于数据中心、网络通讯、AI、自动驾驶、5G通信和存储等多个终端市场，2023年公司营业收入3.22亿美元，同比增长了73.52%。dnJesmc
Cadence的优势在于通过与台积电紧密合作，推出了多款高性能SerDes IP，包括支持3nm工艺的112G-ELR SerDes IP、以及支持N3E工艺的新一代224G-LR SerDes IP。此外，通过收购Rambus的SerDes和内存接口PHY IP业务，进一步丰富了自身的技术组合。dnJesmc
Synopsys提供的SerDes IP产品组合非常全面，包括了支持800G高性能计算芯片所需的真正长距连接的224G/112G以太网PHY IP，主要适用于超大规模数据中心应用；可满足400G以太网应用所需的覆盖和性能需求的56G以太网PHY IP；以及支持多种通信协议，如PCI Express、CCIX、CXL、以太网等的多协议SerDes PHY IP。dnJesmc
国内方面，芯潮流专注于高速SerDes IP研发、授权及芯片定制化服务，提供面向数据中心、通信网络等应用的高速高带宽网络互连芯片、数据处理芯片和存储加速芯片，以及相关的系统解决方案。 dnJesmc
晟联科(etopus)主要提供涵盖远距离、低功耗、低延时的高速SerDes及D2D IP互联产品，包括PAM4 56G/112Gbps SerDes IP、车载高速4-24G SerDes、PCIe Gen6/5、16G D2D等等。公司在今年4月和7月连续获得了B+轮和B++轮融资，资金将主要用于高速SerDes IP及芯片产品的研发和量产，也由此可见资本市场对国产高速SerDes IP市场的信心。dnJesmc
芯耀辉可以提供1-10G/20G/25G/32G/56G/112G等多协议SerDes PHY完整的IP 解决方案，尤其是可以支持不同Foundry上的不同工艺节点，可以满足客户在中高低端的不同应用场景的需求。dnJesmc
合见工软自研的PCIe Gen5 Controller是其SerDes产品的重要组成部分，该方案还包括了与合作方共同开发的32G Serdes；牛芯半导体已经完成28Gbps以下SerDes产品验证，并在此基础上快速开展32Gbps PCIe 5.0的研发工作。同时，公司还计划启动56G/112G SerDes的研发；芯动科技的多标准高速SerDes系列支持28/32Gbps、56/64Gbps以内的各种串口协议，覆盖从55nm到5nm工艺节点，并正向112Gbps目标迈进。dnJesmc
总体而言，国内由于供应链体系和人才团队建设上的落后，再叠加美国对高端ADC等芯片的出口进行了严格管制，使得国内尽管国产化替代意愿强烈，但高速SerDes IP目前还处在探索阶段，离走出一条完全独立自主的产业化道路还存在差距，需要“踔厉奋发，笃行不怠”。dnJesmc
责编：Elaine
