国产车载视频传输芯片为智能化汽车保驾护航
现任天津瑞发科半导体技术有限公司副总裁，联合创始人，负责公司的市场营销和技术支持，为国内和国际客户提供完整解决方案和优质服务。毕业于清华大学计算机系，曾在美国新思（Synopses）中国公司任销售副总多年，在德州仪器（TI）中国公司任北方区经理多年，具有丰富的半导体和EDA行业市场和销售经验。
中国汽车“新三化”，即电动化、智能化、网联化的概念得益于政策、经济、社会和技术环境的利好，由此汽车产业转型受到良性驱动，从而得以重塑新格局，推动产业模式重组及产业利润再分配。半导体芯片具有极高的高科技含量，业已成为推动中国整车及零部件、车用电子元器件、车联网等类型企业战略布局强大的驱动力。日趋激化的汽车电子市场竞争使得车载芯片国产化面临着前所未有的挑战，然而也迎来千载难逢的机遇，智能化汽车厂商所关注“自主、可控、保供、降本”四个要素亟待国产芯片提供商从技术、制造到服务的全方位支持。
车载高清视频传输芯片的作用举足轻重
据权威机构分析，中国智能车载芯片市场规模今年可达到三十亿美元，其中高清视频传输芯片将成为未来几年的增长点，年增长率超过三成。由于智能辅助驾驶（ADAS）和视觉自适应控制成为标配已纳入议事日程，其相关的视频传输性能需求将不断超越。因此，车载高清视频传输芯片及其应用必然成为行业热点，全面国产化势在必行。
出于对智能化汽车视觉的需要，配备十多个高清摄像头的车型已屡见不鲜，未来将有增无减，其中高清视频传输技术无疑是汽车智能化的关键，芯片是理所当然的刚需，在主流智能汽车应用中不可替代。高清视频传输芯片需要满足视觉无损和极低延时需要，不仅应用于视频采集，也会应用于视频显示，如图1所示。LVDS是目前流行的车载高清视频传输技术，分为高频和低频两类，前者为国外公司垄断，而后者为原创国产化，已具有显著的后发优势。
图1 车载高清视频传输芯片中的目标应用
天津瑞发科半导体技术有限公司是国产车载高清视频传输芯片的提供者，所拥有LVDSSerDes技术具有数字高清视频远距离实时传输、低功耗、低成本，及易于未来升级等优势，其低频LVDS芯片得到众多国内和国际行业知名厂商认可和采用，在许多智能车型上处于前装量产与前装定点阶段，未来量产值得期待。
国产高清视频传输芯片的车载应用拓展
瑞发科半导体技术作为车载LVDS SerDes和Automotive USB芯片组的提供者，拥有世界领先的高速模拟及混合电路设计技术以及核心知识产权，具备实现车载国产化芯片的“自主”能力。由于完全采用正向设计，坚持自有专利布局与保护，符合国家和主机厂自主创新及专利零风险要求。通过不断地积累自有IP核心，积极参加行业标准组织，自主选择Foundry/封测厂，与国外竞品芯片功能兼容，力求全面满足国产化替代需求。
自2012年率先推出USB3.0-SATA桥接芯片，在国内率先通过USB IF/USB 3.0和微软WHQL官方认证，又经Apple MFi认证而成为行销全球“苹果“iPhone/iPad系列存储类外设产品的USB3.0主控芯片。基于其深厚的SerDes技术积淀，开发出具有自主知识产权的先进数字视频传输AVT技术（Advanced Video Transport），大量应用于云视频会议、教育数字录播、大屏幕拼接、集中式机房和网咖延长器等系统。面向车载视频系统应用所开发基于AVT技术的LVDS SerDes& ISP芯片组及其解决方案，性能优越且稳定可靠，为汽车智能化承担高清视频传输重任。
量产中的LVDS SerDes芯片组为NS2520/NS2521,即Tx发送和Rx接收芯片，可传输1080p60视频，压缩率2至30倍可配置，其中10倍压缩率下小于-40dB视觉损失，远小于ISP对图像的影响，满足ADAS视频分析算法要求。传输延时小于1.6毫秒@60Hz。接收自带自适应均衡器，完全自适应线材类型、线材长度、连接器、温度、电压，以及其它传输条件。在不加任何ESD保护器条件可达空气放电8KV，极大地满足复杂环境下车载应用需求。即将推出的NS2560/NS2561芯片组，可传输3M60超高清视频且集成前端影像处理器（ISP）。
凭借成熟的USB2.0延长技术及其在专业市场的成果，使得国产化Automotive USB芯片成功拓展到车载应用，如图2所示。由于完全兼容标准USB2.0设备，在物理层数据传输时，通过专利技术将USB2.0的DC耦合信号变为AC耦合信号后进行编解码，极大增强抗共模干扰能力，提高可靠性，传输距离可达30米。其传输机制保证零延时，并以自动均衡技术，支持自适应线缆长度、类型及长期使用后的电特性变化。目前Automotive USB芯片有NS1021和NS1021E两种，后者封装更小，应用更灵活。
图2 车载USB芯片在智能汽车中的应用
车载高清视频传输芯片技术优势及保障
瑞发科半导体保持着超过数十多个高速接口芯片成功流片经验，具有高达40Gbps的SerDes成熟传输设计技术，已获得17项发明专利授权；并申请7项国际PCT专利。对于国产芯片产品的行业应用，以完善的质量管理体系为保障。无论是面向消费级，还是工业级和车规级，都根据不同级别的要求进行严格认证。针对汽车行业的应用，更是采取严苛的车规产品流程，从设计到筛选、封装加固、老化、高低温等测试，以满足AEC-Q100及功能安全26262认证的要求，如图3所示为从消费级到工规级，再到车规级的递进发展。
图3 瑞发科芯片等级的递进发展
瑞发科半导体的生产立足于国内，芯片制造由中芯国际(SMIC)采用成熟的55nm和40nm工艺生产代工完成，芯片封装和测试则在长电和华天进行，确保了“可控”。受惠于北京市、工信部和科技部对SMIC要保障国产车载芯片公司产能的支持政策，位列SMIC车载芯片客户前列，采用12寸晶圆厂以获产能倾斜保障，确保了“保供”。通过芯片国产化，为车载视频系统降低成本，且有效降低线束和连接成本，加之缩短认证测试周期，带来供应链管理共享的成本优化。因商用车和乘用车可共用芯片方案，及提供720P、960P、1080P共用芯片方案以有效降低项目研发投入，确保了“降本”。
打造国产车载高清视频传输芯片新势力
致力于成为国产车载高清视频传输芯片的引领者，是瑞发科半导体的中国梦，为此公司积极参与“中国汽车芯片产业创新联盟”、“中国智能网联汽车产业创新联盟（CAICV）”、中国汽标委“网联供能与应用标准工作组”等产业联盟组织和标准制定活动。同国家新能源汽车技术创新中心在国产芯片上车方面密切合作。
2021年是瑞发科半导体在车载市场收获颇丰的一年。上半年参展上海车展，亮相在“智能黑超空间站”展区，所演示360°监控环视、高清流媒体后视镜、和辅助驾驶等车载高清视频传输系统引人注目，如图4所示。来年的北京车展，将有更多车载芯片产品和应用的展出，将再展风采。
图4 瑞发科半导体在2021年上海车展的展台
瑞发科半导体在第三届“金辑奖“上以“车载数字高清视频传输技术--AVT (Advanced Video Transport)”首度荣获 “2021中国汽车新供应链百强奖”。继入选《中国汽车半导体年鉴》和《汽车电子芯片创新产品目录》，及中国集成电路设计创新联盟“汽车电子创新产品目录（2020）”之后，LVDS SerDes和Automotive USB芯片产品又入选2021年度《中国智能网联汽车产业发展年鉴》。
“客户至上”是瑞发科半导体持之以恒的经营理念，对于智能化汽车厂商，将以国产车载高清视频传输芯片，提供足够的“自主、可控、保供、降本”空间，真正起到保驾护航的作用。
