隨著汽車電子架構的持續演進，對以太網交換機的需求出現暴增，中低端車型至少需要一片以太網交換機芯片，中高端車型至少需要三片，高端車型如奔馳EQS頂配這些會用到5-7片，平均每片價格在20-40美元之間。

首先要指出汽車以太網和傳統以太網的不同，汽車以太網最大特色就是它是單對雙絞線。 ?

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IEEE為汽車以太網制定了物理層標準。

? 域控制器開啟汽車以太網時代，域控制器離不開以太網，因為每個域控制器至少需要一片以太網物理層芯片或包含物理層的以太網交換機。以太網交換機和物理層最早用于座艙，所有Infotainment與儀表有交互的座艙系統至少使用一片以太網交換機，一片物理層芯片。所有裝備激光雷達或4D毫米波雷達的車輛也需要至少一片以太網交換機和一片以太網物理層芯片，每顆激光雷達必須配一片以太網物理層芯片，所有支持OTA或以太網OBD診斷的車型的網關或T-Box也需要至少一片以太網交換機和一片以太網物理層芯片。

? 未來，高精度定位、高精度地圖、V2X都需要一片以太網物理層芯片和至少一片以太網交換機。需要多片SoC級聯的則需要異常昂貴的PCIe交換機芯片。預計到2028年，平均每輛車使用2-4片以太網交換機芯片，2-4片物理層芯片。2023年以太網交換機/物理層芯片市場規模大約8億美元，2028年預計將達到25億美元。

目前主流的中高端車型采用域控制器架構，以太網交換機主要用在兩個領域，一個是域控制器內部，一個是網關。座艙域和ADAS域會至少需要一片以太網交換機，網關可以是在車身控制域也可以是在T-Box內。

? 高級的座艙域會需要多達4片域控制器芯片，例如奔馳S級頂配。 ?

? 蔚來使用一片88EA6321交換機，兩片88Q2112物理層，長城使用一片88Q5050交換機，一片88Q2112物理層。

NXP推薦的下一代T-BOX設計，以太網交換機即圖上的SJA1110B。

英飛凌推薦的下一代汽車網關設計，以太網交換機即圖上的88Q5050，物理層則用了4片。

英偉達ADAS開發平臺Hyperion使用88Q5072和88Q6113兩片以太網交換機芯片，8片以太網物理層芯片，型號是Marvell的88Q4364，它和博通的BCM8989X是目前唯二支持10G 車載以太網的物理層芯片。ADAS域通常會使用一片以太網交換機芯片，先進的ADAS系統會使用2-3片以太網交換機芯片。

? Zonal時代或者說中央計算時代，也可以叫軟件定義汽車時代會使用更多的以太網交換機，可能每輛車需要6-7片。 ?

? 典型的中央計算Zonal架構，每個Zonal網關內部都包含一個以太網交換機。

典型的Zonal網關設計

? 以太網交換機是汽車電子架構的核心，決定了汽車電子架構的先進程度和安全程度。

以太網交換機是汽車電子系統健康監視器

以太網交換機軟件系統復雜，需要AUTOSAR軟件廠家配合，同時AUTOSAR軟件廠家也會挑選賣得最好的以太網交換機芯片，為其定制一套基礎AUTOSAR軟件，Tier1可以選擇購買芯片以及附帶的AUTOSAR軟件，比如上圖的VECTOR為Marvell的88Q5050網關系統定制了AUTOSAR。

? 針對ADAS系統，VECTOR選擇Marvell的88Q5072。2022年5月Vector發布了第一個支持AUTOSAR并適用于Marvell Brightlane以太網交換機88Q5072的軟件解決方案。交換機CPU中運行的軟件在模型定義、分布和模塊開發方面遵循AUTOSAR方法論。通過將大量以太網通信相關的代碼轉移至交換機上運行，使得主機微控制器的CPU資源獲得釋放，從而更高效地運行其它任務。此外，Vector的交換機軟件支持某些安全相關功能，例如防火墻和MACsec。這也是目前使用最廣泛的88Q5072。

? 汽車以太網的L2-L7層有一套軟件協議棧標準合集，即TSN（時間敏感網絡），有時候支持TSN協議的以太網交換機也叫TSN交換機。

目前支持TSN程度最高的是Marvell的MV-Q6222/Q6223。這也是專門為Zonal設計的以太網交換機。

MV-Q6223中央計算以太網交換機，擁有多達6個10G級別的解串行。支持TSN的802.1AS-2020，802.1Qat / Qav / Qbu / Qbv / Qci / Qcr，802.1CB。

? 車載以太網交換機與物理層主要玩家有NXP、Marvell、博通、Microchip、德州儀器和瑞昱。Marvell市場占有率最高，約50%，高端市場占有率極高，至少有90%。無論是物理層還是交換機，Marvell都非常強大，其產品線分布最廣，價格也最高。

? NXP市場占有率大約15%，其主要產品是物理層芯片，集中在低端產品，帶寬低，通道數少。2022年12月才有千兆以太網物理層，以太網交換機僅兩款，千兆交換機僅1款即SJA1110，TSN也僅支持802.1AS。不過NXP網關產品競爭力強，NXP靠網關來帶動以太網物理層和交換機銷售。

? 博通是網絡通信領域霸主，實力超強，市場占有率大約15%，產品線齊全，高中低端都有，旗艦產品BCM8958X最高55 Gb/s 交換帶寬，16個端口，支持多達6個萬兆以太網端口。不過博通產品線太廣，推廣力度差，只接洽大廠，主要客戶只有寶馬和通用。

Microchip在2015年8.4億美元收購Micrel獲得了以太網市場門票，其高端產品價格極高，帶寬最高達128Gb/s，最高4個25G以太網端口。德州儀器，僅有車載以太網物理層產品。

瑞昱半導體的以太網交換機通常內含Phy，以高性價比主打市場，市場占有率大約15%，大眾、特斯拉、捷豹路虎、寶馬、現代都是其客戶。上述玩家之外，國內有裕太微電子也有意發力車載以太網物理層市場。

審核編輯：劉清