永鑫Portfolio|永鑫方舟联合领投特思恩科技A轮数千万元融资

永鑫方舟投资团队认为：随着5G、工业4.0、无人工厂、智能驾驶等新应用层出不穷，全球以太网芯片市场规模保持稳定增长。传统以太网芯片，在确定性延时、兼容性、可靠性等难以以满足现代工厂和车联网的高要求,而TSN芯片作为新一代以太网技术在工业、车载网络等多个领域得到产业界的广泛应用，渗透率将逐步提升。（关于TSN芯片行业研究，详见下文）

TSN在中国刚刚开始起步。目前国内市场TSN芯片主要依赖博通、美满两家外企进口，国产芯片唯有在支持协议数量、工艺制程上不断追赶才有希望抢占国产替代的先机。特思恩完成本轮融资后，募资资金将用于最新全自研国内首款支持TSN全协议族、28nm制程芯片的流片和团队扩张。

以下是永鑫第22篇行研

TSN芯片行业研究

1.1 以太网技术的发展历程

传统以太网时代：工业网络基于工业控制系统发展而来，20世纪90年代兴起现场总线技术，通过标准化的通信接口实现了工业控制系统内部执行器、传感器以及变送器等设备互联和信号传输。

图1 以太网发展历程

资料来源：电子技术应用

实时以太网时代：随着工业应用需求提高，更高传输效率、更大带宽、更好兼容性的基于以太网的工业控制网络应运而生。但各个工业集成商巨头都主导自有协议的生态圈构建，网络设备与协议绑定，各公司基于各自协议对工业控制网络进行持续优化升级，但彼此之间相对封闭，互不兼容。

表1 主流以太网协议 

资料来源：工业互联网产业联盟

确定性网络时代：TSN时间敏感网络技术用以太网物理接口承接工业内有线连接，基于通用标准构建工业以太网数据链路层传输。支持多业务、多协议、多厂商设备，解决了各大厂商封闭协议生态圈的兼容问题，为实现传统 OT 工业控制网络与 IT 工业信息网络的融合提供了技术基础。TSN技术已经成为工业互联网网络技术必然的演进方向。

1.2 什么是TSN？

（一）TSN技术的起源

TSN 是一项从音视频领域延伸至工业、汽车、移动通信领域的技术，最初来源于音视频领域的应用需求，2005年组建 AVB（AudioVideo Bridging，音频视频桥接）任务组用于解决音视频网络的高带宽、高实时性、高传输质量需求。2012 年，AVB 任务组更名为 TSN 任务组，旨在将 TSN 技术应用到工业自动化领域、车载领域和移动通信等领域。

图2 TSN技术发展历程

2019年，TSN工作组在日本召开《用于工业自动化的时间敏感网络（TSN IA）行规》国际标准制订会议。

2022年，中国工信部发布《工业互联网时间敏感网络需求及场景》。该标准是国内首个时间敏感网络（TSN）技术标准，标志着我国TSN技术标准体系建设迈出了坚实的一步，对构建工业互联网网络标准体系具有重要意义。

（二）以太网通讯协议模型

TSN位于以太网通讯协议模型中的第二层，是数据链路层的协议标准。TSN将提供一套通用的时间敏感机制，确保以太网数据通讯的时间确定性的同时，为不同协议网络之间的互联操作提供了可能性。

图3 以太网通讯协议模型

（二）TSN芯片的价值

一般工业以太网交换机采用的是基于（MCU+交换芯片+PHY）的整套方案。

图4 ADI网络交换机方案（芯片的价值比较） 

（二）时间敏感网络协议簇

TSN是由一系列技术标准所构成，包含了时钟同步、确定性低延时、高可靠性与带宽保留四个方面的关键标准。时间敏感网络协议簇仍在持续扩充（纵向拓展：工业控制、车载以太网、移动前传网络等）、技术细化（横向优化：标准增补、修订）。

图5 TSN协议族通用标准

功能展示（时间同步）：TSN可达到10us微秒级周期传输，微秒甚至纳秒级的时间同步精度，满足工业、汽车等领域各组件精准协同工作的必要需求。（IEEE 802.1AS）

图6 IEEE 802.1AS功能展示

帧抢占：TSN根据优先级为数据包分配可用的传输时间，因此保证了到达时间，即使出现瓶颈，也可以在不影响预定优先级的情况下进行传输。（IEEE 802.1Qbu）

图7 IEEE 802.1Qbu功能展示

1.3 TSN技术的应用场景

（一）工业领域

●时间同步：机器人与人协同工作时，哪怕延时造成一英寸的偏离，工人安全都暴露于威胁中。

●帧抢占：伺服电机和视频监控等不同的机器同一网络传输，容易拥堵丢包。通过优先级原则，TSN 在任何情形下都可以保证最坏情况的到达时间。

●灵活性：TSN适应不同区段速率，对传输速率定义灵活（100Mbps-5Gbps）。

●智能运维：实现IT和OT网络的融合。

   ■信息技术(IT)网络，面向业务的，主要处理信息而不是机器。

   ■运营技术(OT)网络，面向工业的，主要与机器交互。

图8 IT和OT网络的融合

图9 5G 与 TSN 深度集成示意

（一）车载领域

目前车载网络仍然各总线并存，以音视频等为代表的辅助媒体信号和控制信号仍然在不同的总线上分别传输“专线专用”，统一传输是最主要的技术难题。如何在混流的条件下，保证各种不同类型的流量对端到端传输时延、抖动、丢包率等需求均得到满足。

图10 汽车系统中不同的总线

从传统的各类总线相互隔离的网络架构，到目前部分功能集中到域控制器，各类系统通过以太网与域控制器实现互通，再到未来的以太网一网到底，各类系统灵活互通，可以看到，以太网络将成为车载网络的主流技术。

图11 车载网络架构的一种演进示意图

TSN 技术正是可以改善传统以太网尽力而为的转发特性，根据数据流量的不同优先级，提供不同程度的端到端有界时延的保障和更小的抖动等，TSN技术是最有希望解决车载统一传输的技术之一。

1.4 TSN芯片的难点

（一）支持协议的数量

核心技术主要掌握在国外芯片公司手中，国内的设备商多是采用国外芯片，国外芯片没有及时更新协议，一些仅支持最早2016年的3款基础协议。国产TSN技术突破，一是要在最新协议的支持上领先，二是需要有完全自主产权。

表2 国内外TSN产品对比

（二）工艺制程

国内TSN芯片企业在工艺制程受限。国内代表性晶圆厂，中芯国际目前28nm制程与国际企业还有一定差距。国内芯片设计企业综合供应链安全、产品先进性等采用国内40nm成熟制程、或境外28nm及以下先进制程。

表3 国外以太网交换芯片（含TSN技术）的制程历程

图12 TSN芯片产业图

（一）芯片设计：Broadcom、Marvell等都陆续推出了自己的TSN交换芯片。国内厂商在TSN交换芯片的开发仍处于追赶阶段。

（二）芯片制造：国内头部晶圆厂如中芯国际，国外头部晶圆厂像台积电，先进封装如长电科技、永鑫Portfolio--锐杰微（点击链接可看Chiplet行业研究）。

（三）客户：华为、新华三等以太网交换机设备商对应庞大的用户群。工业工控领域，智能化灵活组网的应用。汽车工业领域，下一代车载网关，奥迪、奔驰等主机厂已开始测试。工业物联网领域，机器视觉、AR/VR数据，复杂数据传输场景。

3.1市场规模

（一）工业领域

根据工信部发布的《工业互联网平台应用数据地图(2021)》与“十四五”信息规划，全国企业工业设备上云率将在2025年提升至30%，数量达14710万台;根据HMS Networks的研究显示，2021、2022年工业以太网占所有新安装节点的65%与66%。根据市场调研，工业交换机与终端比例为1:8,工业交换机中TSN交换机渗透率将按照一定速度上升，渗透率将在2025年提升至30%-50%；按单颗TSN芯片100元的价格计算；预计2025年国内工业级TSN芯片市场规模约30亿人民（100*30%10150/10000）。

表4 国内工业级TSN芯片市场规模测算

资料来源：工信部、HMS Networks

（二）车规领域

根据以太网联盟的预测，随着汽车智能化应用需求推动的车联网技术不断发展，众多传感器（包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等）都需要连接到ADAS域的交换机上，未来智能汽车单车端口将超过 100 个，为车载交换芯片带来巨大的市场空间。

图13 车载TSN交换芯片的应用

根据调研，当前 TSN交换芯片单车（三颗）价值约为120美元，未来随着TSN技术应用范围扩大，规模效应有望降低成本，促成自动驾驶技术的进步迭代，TSN交换芯片单车使用量将会逐渐提升，预计TSN交换芯片的单车价值量每年增长约10%。预计2025年中国车用TSN交换芯片市场规模将达32亿人民币。

表5 国内车载TSN芯片市场规模测算

资料来源：Ethernet Alliance

4.1行业内主要企业介绍

（一）境外企业

（二）境内企业

4.2市场份额对比

核心技术主要掌握在境外芯片公司手中，目前在以太网交换芯片领域处于垄断地位。中国工业和车载领域以太网市场几乎100%依赖进口芯片，国产替代的需求强烈。

表6 国内以太网市场份额对比

永鑫方舟深入布局半导体行业，已投资半导体企业32家，涵盖IC设计、半导体设备、半导体耗材、半导体服务、芯片测试、先进封装、碳化硅晶圆厂等。在中美博弈的大背景下，半导体作为中国自主可控的长期发展战略，在十年内都是主流发展赛道。未来，永鑫会继续关注半导体行业技术创新型企业，如IC设计、EDA软件、半导体核心材料、半导体耗材等。

永鑫未来也会持续关注“芯”、“车”、“碳”产业链，深入挖掘产业链上下游优质企业，持续助力中国实体经济。对于已投企业，永鑫将一如既往的从人力、供应链、订单等多方面助力企业发展“让创业不再艰难”。

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