车载SerDes技术与静电防护方案解析

在智能驾驶数据量呈指数级增长的趋势下，SerDes 作为连接传感器、显示屏与计算平台的核心纽带，需同时满足 “高速率传输” 与 “高可靠性运行” 的双重挑战。雷卯电子针对 GMSL/FPD-Link 私有协议与 A-PHY 公有协议的差异化需求，提供从电源浪涌到信号 ESD 的全链路防护方案，通过低结电容(≤0.3pF)、高车规等级(AEC-Q101)器件保障信号完整性，助力车企在 - 40℃~+85℃极端环境与复杂电磁干扰中实现 “零误码” 数据传输。

 

一、SerDes的电磁挑战与雷卯解决方案

车载环境中，发动机点火脉冲(ISO 7637-2 脉冲 5a/5b)、静电放电(ESD)及高速信号串扰易导致 SerDes 信号失真，需针对不同协议架构设计差异化防护方案。

1、电源端浪涌防护（12V系统）

对于SerDes芯片的所在主板供电端，引擎点火脉冲(ISO 7637-2脉冲5a/5b)与BCI大电流注入可能导致信号失真，雷卯采用单独大功率的TVS或PTC+TVS的组合方案。

 

2、信号端静电防护（ESD)

A-PHY总线（公有协议）

 A-PHY 定义了以下三种不同的电缆拓扑结构，如下图所示

 

雷卯针对A-PHY的静电防护，采用ULC0542CQ,可用于同轴线路，也可以用于差分线路，符合AEC-Q101车规认证，符合IEC 61000−4−2，等级4，空气放电±25Kv，接触放电22Kv，结电容低至0.3pF，保证信号完整性.

 

GMSL/FPD-Link 总线(私有协议)：

单端系统（同轴电缆传输）：

单端系统模式是由一根同轴电缆组成，同轴电缆上可以传输12V电源，主要用于车载摄像头，雷卯采用ULC1811CDNQ，Cj=0.3pF(Typ.)低结电容，保证信号完整性，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电15kV，空气放电25kV。

差分系统（两对差分线传输）：

差分系统模式是由两对差分线组成，主要应用于车内的高清中控显示器等。雷卯推荐集成式的ULC3324P10LV，Cj= 0.45pF(Typ.) 封装为DFN2510，单颗保护四路差分线。另有ULC0342CDNHQ，Cj=0.22 pF(Typ.) ，封装为DFN1006，布线更灵活。

 

品牌	型号	描述	电流	封装	应用
Leiditech     雷卯	ULC0542CQ	5V，Bi，0.3pF     Air ±25Kv     Contact ±22Kv	4A	DFN1006	适用于MIPI A-PHY总线静电防护
Leiditech     雷卯	ULC0511CDN30Q	5V，Bi，0.3pF     Air ±30Kv     Contact ±30Kv	6A	DFN1006	适用于MIPI A-PHY总线静电防护
Leiditech     雷卯	ULC0524P	5V，Uni，0.3pF     Air ±30Kv     Contact ±30Kv	5A	DFN2510P10	适用于MIPI A-PHY差分线静电防护
Leiditech     雷卯	ULC1811CDNQ	18V，Bi，0.3pF     Air ±25Kv     Contact ±15Kv	2A	DFN1006	适用于FPD-LINK和GMSL总线单端系统模式静电防护
Leiditech     雷卯	ULC3324P10LV	3.3V，Uni，0.45pF     Air ±30Kv     Contact ±30Kv	14A	DFN2510P10	适用于FPD-LINK和GMSL总线差分系统模式静电防护
Leiditech     雷卯	ULC0342CDNHQ	3.3V，Bi，0.3pF     Air ±20Kv     Contact ±15Kv	6A	DFN1006	适用于FPD-LINK和GMSL总线差分系统模式静电防护

 

二.SerDes 技术架构与车载应用价值

1、技术原理与核心优势

SerDes(串行器 / 解串器，Serializer/Deserializer)通过将多路并行数据转换为高速串行信号传输，在接收端再还原为并行数据，实现 “数据压缩 - 传输 - 解压缩” 的全流程处理。其优势包括：高带宽、低延迟、低功耗、抗干扰能力强、可扩展性强等优势，能够支持HDMI、LVDS、MIPI等多种数据协议灵活组网。

 

2、车载场景典型应用

SerDes 是智能座舱与自动驾驶的数据 “神经中枢”：

摄像头系统：ADAS 摄像头(如 8MP 双目视觉模组)通过 GMSL/APIX 协议传输原始图像数据至域控制器;

显示系统：4K 中控屏与全液晶仪表盘依赖 FPD-Link/A-PHY 实现无压缩视频传输;

跨域互联：域控制器之间通过 A-PHY/R-LinC 协议交换高分辨率传感器数据，支撑 L3 + 级自动驾驶决策。
 

（下面该张图片来源：ADI)

 

三、SerDes主流协议

1、SerDes 主流协议分类与市场竞争格局

当前市场形成 “私有协议主导、公有协议破局” 的格局，核心协议特性及市占率如下：

协议名称	协议类型	速率范围	核心应用场景	市场占有率（2025 年）
GMSL	私有	3-12Gbps（GMSL3X）	ADAS 摄像头（8MP+）、360° 环视系统、激光雷达传输，覆盖 90% 以上高端车型	45%
FPD-Link	私有	3-10Gbps（FPD-Link IV）	车载显示屏（4K 中控屏 / 仪表盘）、车载信息娱乐系统，占据显示领域 70% 份额	40%
APIX	私有	1.5-12Gbps（APIX3）	多屏交互（后排娱乐屏）、域控制器互联，主要服务德国车企（宝马/ 大众）	3%
GVIF	私有	8.63Gbps（8MP@45fps）	索尼车载摄像头专用（如IMX490），日系车型渗透率超 60% 但全球份额不足 1%	<1%
Clockless Link	私有	0.96-2.7Gbps	车载导航屏、低分辨率摄像头，主要配套罗姆传感器方案	<1%
AHDL	私有	10-20Gbps（第三代）	国产车型360° 环视（如长安深蓝）、智能座舱显示，2024 年量产车型超 40 款	1%
R-LinC	私有	1.6-16Gbps	17MP 超高分辨率 ADAS 摄像头，获陕汽 / 广汽定点	<1%
A-PHY	公有	2-32Gbps（v2.0）	激光雷达（法雷奥SCALA 3）、16K 显示屏、域控制器互联，2025 年规模化应用	5%
ASA-ML	公有	2-16Gbps（v1.01）	工业机器人视觉、医疗成像（D3 Embedded 方案），适配 NVIDIA Jetson 平台	<1%
HSMT	公有	2-12.8Gbps	国内车企车载摄像头（瑞发科NS6012）、显示屏，2025 年国产车型渗透率预计达 15%	2%

※ 市场占有率(2025 年)为行业预测值，基于协议厂商(如 ADI、TI、慷智、仁芯)的市场份额及技术路线分析，如有错漏，欢迎指正。

技术趋势

 双雄垄断与开放性生态博弈：ADI(GMSL)+TI(FPD-Link)占据85% 份额，但其私有协议在跨厂商互操作性上存在一定限制(如不同品牌摄像头与 ECU 的无缝集成面临挑战)、开发成本高(需定制化芯片适配)。公有协议 A-PHY 通过开放标准(支持多厂商互操作)快速崛起，2027 年市场份额预计突破 30%，推动行业从 “封闭生态” 向 “标准化协作” 转型。

国产替代加速：慷智 AHDL、仁芯 R-LinC 等协议凭借成本优势(较 GMSL 低 10-15%)及车规认证(AEC-Q100 Grade 2)，已进入长安、广汽等车企供应链，2024 年量产车型超 40 款。

2、典型协议技术解析

GMSL(Gigabit Multi-Media Serial Link)

技术亮点：第三代 GMSL 支持 12Gbps 速率，可传输 1500 万像素摄像头数据(如森云智能 SG8S-AR0820C 模组)，单根同轴电缆同时传输 12V 电源与视频信号，简化摄像头布线。

应用案例：适配 NVIDIA Jetson Orin 平台，实现 800 万像素 ADAS 摄像头实时数据无压缩传输，满足自动驾驶对图像细节的高要求。

 

FPD-LINK(Flat Panel Display Link)，是美国国家半导体公司于1996年提出的SerDes技术，2011年被TI收购，目前已发展至第四代产品，支持16Gbps速率，中国一汽通过PCB叠层优化解决高速信号表层走线难题，应用于车载显示屏系统。

 

A-PHY(MIPI A-PHY)

技术突破：v2.0 版本采用 PAM4 调制与 FEC 纠错，支持 32Gbps 双下行通道，适配激光雷达点云数据(单帧超 100 万点)与 16K 显示屏的超高带宽需求;定义同轴电缆、平衡电缆(SDP)、星四线缆(STQ)三种拓扑，兼容不同距离与成本场景。

生态价值：获宝马、丰田等车企采用，推动摄像头、显示屏、ECU 厂商基于统一标准开发，降低系统集成难度(如某国产新势力车型采用 A-PHY 方案，缩短 30% 开发周期)。

 

未来，随着 A-PHY 规模化应用与国产协议的崛起，雷卯将持续迭代电磁兼容解决方案，推动车载 SerDes 从 “数据管道” 向 “智能传输平台” 演进，为 L3 + 级自动驾驶与沉浸式智能座舱的落地提供关键支撑。

Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。