以太网垄断50年，国产通信芯片站起来了？

　　互联网科技巨头齐聚以太网芯片赛道，国产替代成功几率几何？
　　以太网＂基石＂
　　以太网是Ethernet 的英译名，是 IEEE 电气电子工程师协会制订的一种有线局域网 通讯协议，应用于不同设备之间的通信传输。IEEE 组织的 IEEE 802.3 标准制定了以太 网的技术标准，规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。
　　以太网自1973年发明以来，已经历40多年的发展历程，因其同时具备技术成熟、高度标准化、 带宽高以及低成本等诸多优势，已取代其他网络成为当今世界应用最普遍的局域网技术， 覆盖家庭网络以及用户终端、企业以及园区网、运营商网络、大型数据中心和服务提供 商等领域，在全球范围内形成了以太网生态系统，为万物互联提供了基础。
　　物理层芯片为以太网传输的＂基石＂。从硬件的角度看，根据 OSI 七层网络模型， 以太网接口电路主要由 MAC 控制器和物理层接口 PHY 两大部分构成，对应 OSI 里第一 层物理层（PHY）和第二层介质访问层（MAC）。
　　作为数模混合芯片难度较高，且需保证技术全面性。以太网物理层芯片是一个复杂 的数模混合芯片系统，芯片中包含高性能 SerDes、高性能 ADC/DAC、高精度 PLL 等 AFE 设计，同时也包括滤波算法和信号恢复等 DSP 设计，芯片研发需要深厚的数字、 模拟、算法全方位的技术经验以及完整产品设计团队互相高效配合。其中，模拟电路主 要负责模拟信号与数字信号之间的转换，数字电路负责数字信号的处理，实现降噪、干 扰抵消、均衡、时钟恢复等功能。
　　而以太网是目前应用最广泛的局域网技术，也是当今信息世界最重要的基础设施，因特网、电信网、局域网、数据中心均离不开以太网这一基础架构。需要以太网通信的终端设备均可应用公司的以太网物理层芯片，以实现设备基于以太网的通信，以太网芯片重要性不言而喻。
　　然而，目前全球拥有突出研发实力和规模化运营能力的以太网物理层芯片供应商主要集中在中国大陆之外，美国博通、美满电子和中国台湾瑞昱三家国际巨头呈现高度集中的市场竞争格局。
　　根据中国汽车技术研究中心有限公司的数据，美国博通、美满电子、德州仪器、高通和中国台湾瑞昱五家国际巨头占据全球超过90%的市场份额，呈现高度集中的市场竞争格局。大陆以太网物理层芯片自给率极低，下游厂商使用的以太网物理层芯片高度依赖进口。
　　高速崛起的以太网芯片市场
　　近年来，互联网、传感器、各种数字化终端设备大规模普及，通信、计算、应用、存储、监控等各类信息技术应用和网络逐渐融合，一个万物互联的世界正在形成。以太网物理层芯片作为以太网传输的基础芯片之一，随着数据量的爆发式增长，市场规模拥有持续上涨的动能。
　　这其中，以太网物理层芯片处于绝对的核心地位。物理层芯片系以太网通信中不可或缺的组成部分，承担了将线缆上的模拟信号和设备上层数字信号相互转换的职能。以太网物理层芯片（PHY）工作于 OSI 网络模型的最底层，具体而言，以太网物理层芯片（PHY）连接数据链路层的设备（MAC）到物理媒介，并为设备之间的数据通信提供传输媒体，处理信号的正确发送与接收。
　　以太网物理层芯片将受益于未来数据量增长，预计 2025 年全球以太网物理层芯片市场规模有望突破 300 亿元。随着互联网、传感器、各种数字化终端设备大规模普及，网络日益成为承载人类生活、生产活动核心平台，全球每年产生的数据呈现快速增长。据 Dataflow Management in the Internet of Things: Sensing, Control,and Security (Dawei Wei et al.，2021）预测，全球每年产生的数据将从 2018 年的33ZB 增长到 2025 年的 175ZB，相当于每天产生 491EB 的数据。
　　根据中国汽车技术研究中心有限公司预测数据，2021 年全球以太网物理层芯片市场规模为 120 亿元，如果 2022 年~2025 年全球以太网物理层芯片市场规模预计保持 25%以上的年复合增长率，那么 2025 年全球以太网物理层芯片市场规模有望突破 300 亿元。
　　具体应用领域
　　在通信领域，以太网物理层芯片作为路由器、交换机等网络设备之间数据通信的基础芯片，本身属于基建元素，而在消费电子、工业控制等众多新兴领域中，以太网物理层芯片也在智能家居控制、智能工厂管理等环节有着巨大影响力，尤其是随着智能汽车行业的发展，汽车＂四化＂带来更高网络要求，车载以太网应运而生。
　　伴随着＂智能驾驶中多传感器融合，V2X 车路协同，OTA 升级，信息娱乐＂ 等技术的驱动，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、车载信息娱乐系统，汽车需要配备更多的摄像头、 雷达等传感器，单辆车 ECU 数量已逐渐从 20-30 个发展到100多个。因此感知系统会采集到大量的数据，要将数据快速完整地传输到计算处理单元，并及时地做出响应，车载以太网应运而生。
　　无论是基础网络建设还是新能源汽车的车载主干网络，以太网芯片成为众多科技企业绕不开的存在，而屡次＂卡脖子＂的教训也让相关行业企业愈发认识到未雨绸缪的重要性。
　　对于有意进入汽车领域的互联网科技巨头而言，以太网芯片显然是生态布局的重要环节，而这也成为华为、小米进入该赛道的重要原因。
　　华为、小米携手入局
　　虽然九成以上的市场都被大陆以外的企业占据，但大陆企业并非没有崛起的机会，尤其是地区性贸易冲突以及频发的芯片卡脖子事件，推动我国半导体芯片领域快速成长。
　　而成立于2017年的裕太微便是一家以实现通信芯片产品的高可靠性、高稳定性和国产化为目标，以以太网物理层芯片作为市场切入点，不断推出系列芯片产品，是中国大陆极少数拥有自主知识产权并实现大规模销售的以太网物理层芯片供应商。
　　经过技术与人才的不断积累，裕太微已形成高性能 SerDes 技术、高性能 ADC/DAC 设计 技术、低抖动锁相环技术、高速数字均衡器等10项应用于以太网物理层芯片的核心技术，已形成具备自主知识产权、具备国内领先地位、符合本土化需求 的核心技术能力。截至2022年6月30日，公司已拥有专利27项，其中发明专利 16 项，拥有集成 电路布图设计26项。
　　在产品性能和技术指标上基本实现对博通、美满电子和瑞昱同类产品的替代，并因产品可靠性和稳定性优势，其中，公司千兆以太网物理层芯片的主要技术参数与国际主流竞品基本一致，在传输性能上更具优势；百兆以太网物理层芯片在ESD防护和传输性能上相比 国际主流竞品更为优异，但在功耗水平上处于劣势。
　　除核心技术和以太网物理层芯片的突破外，真正让裕太微真正走进大众视野的还是其股东结构。根据IPO招股说明书显示，华为投资全资子公司哈勃科技系裕太微的第四大股东，发行前持有裕太微9.29%的股份；小米基金系裕太微的第19大股东，发行前持有裕太微1.00%的股份。
　　裕太微股东结构绝对称得上＂群星荟萃＂，但即便是华为、小米等巨头光环加身，也未能让裕太微在业绩上突飞猛进。
　　2019年至2021年，裕太微营业收入分别为132.62万元、1295.08万元和2.54亿元，三年复合增长率高达1284.15%，但仍未盈利，公司扣非后归母净利润分别为-3035.92万元、-4419.36万元和-937.06万元。
　　从营收和利润数据看，裕太微多少给人＂赔本赚吆喝＂的感觉，不过作为市场的后进者，裕太微想要从巨头的口中＂抢食＂，高研发投入以寻求技术突破是免不了的。自成立以来，裕太微不断加大研发投入力度，报告期内（2019年～2022年6月），公司研发费用金额分别为 1,957.97 万元、3,211.31 万元、6,626.74 万元和 5,438.96万元，扣除股份支付费用后金额分别为 1,904.81 万元、3,094.92 万元、6,376.14万元和 5,073.39 万元，占营业收入比例分别为 1,436.26%、238.98%、25.09%和26.45%。2019 年占比较高，主要是因为公司处于产品研发、技术积累阶段，营业收入规模较小，导致研发费用率较高。
　　显然，国产替代化不仅仅需要口号，更需要长期的投入和下游企业的支持，好在除华为、小米直接投资外，裕太微2.5GPHY 芯片的工程样片已向境内主要通信行业客户送样，中兴通 讯、普联、烽火通信已反馈初步测试结果良好，烽火通信已与公司就 2.5GPHY 芯片采购签署合作备忘录。
　　而在产业链齐心支持下，以裕太微为代表的国内以太网芯片企业也有望在市场取得突破。