随着车载系统人工智能化程度不断提升，全新车载网络技术或将逐步取代传统总线；但短期内，设计人员仍面临新旧网络融合兼容的技术难题。
核心要点
1. 车载以太网凭借更高带宽、可扩展性，以及时间敏感网络（TSN）、安全加密等传统协议无法企及的特性，正快速成为软件定义汽车（SDV） 的网络主干。
2. CAN、LIN 等传统车载网络不会快速消亡：应用根深蒂固、成本低廉、技术成熟可靠；但已难以适配未来AI 驱动、集中式整车架构的发展需求。
3. 车载以太网的普及进程，主要受集成复杂度、存量老旧器件、成本敏感度制约；在新旧技术长期共存阶段，数字孪生与系统级建模是实现软硬件兼容融合的关键手段。
4. “人工智能无处不在” 的趋势延伸至汽车领域，车载网络需要承载更大数据流量、实现更快传输。软件定义汽车对带宽、传输确定性与安全性的要求，远高于传统车载协议的设计能力。
车载以太网已明确成为下一代车载通信的接替者，但 CAN、LIN 这类普及度高、成本低廉的传统标准短期内不会退场。行业将经历漫长过渡期，呈现混合架构并存、新旧协议集成难度高的特点，同时必须依靠复杂的系统级建模，保障新旧技术协同工作。
目前，车载以太网主要应用于车载信息娱乐系统、高级驾驶辅助（ADAS）摄像头视频传输、自动驾驶、整车骨干网及车载诊断。随着软件定义汽车成为行业主流，其应用场景还将持续扩张。
从零全新开发一款搭载最新网络与器件的软件定义汽车相对简单，真正的难点在于：将全新通信协议与传统电子控制单元（ECU）、传感器、执行器等老旧芯片器件进行融合适配。
车载以太网的快速普及，引发行业热议：它是否会彻底取代 CAN（控制器局域网总线）、LIN（本地互连网络）等传统车载通信协议？还是以太网、传统总线以及串化解串器（SerDes）器件将长期共存？
是德科技汽车与能源事业部软件定义汽车解决方案经理张承泽（音译，Seung-Taek Chang）表示：“短期内，车载以太网不会完全取代 CAN、LIN 及 FlexRay。对于低速、非安全关键类功能，CAN/LIN 仍具备高性价比与高可靠性。以太网将成为高带宽、时间敏感类应用的骨干网络。我的建议是：全新整车平台以以太网为主干，边缘节点采用 10BASE-T1S 单对以太网；在成本受限、存量架构无法改动的场景，继续保留 CAN/LIN。”
在分区式整车架构中，以太网骨干网将执行器、激光雷达、毫米波雷达的数据汇总至中央计算域，由高性能算力单元统一处理，同时支撑 ADAS 与车载娱乐系统运行。
英飞凌科技汽车事业部以太网解决方案高级副总裁兼总经理迈克・耶格尔指出："整车骨干网带宽主流为 1Gbps～2.5Gbps。目前车载摄像头、显示屏仍大量采用 LVDS（低压差分信号）、FPD（平板显示接口）等私有专用链路。我们正推动向全以太网桥接方案升级：不再沿用私有视频接口，而是将 MIPI 摄像头信号转为以太网信号接入整车系统。
统一为以太网后，可搭载时间敏感网络（TSN）等高层协议，实现更低时延、链路冗余备份。无论是车载摄像头还是车载显示屏，以太网架构都具备显著优势。"
图 1：半分区架构 ------ 摄像头仍通过传统协议点对点连接 来源：英飞凌
英飞凌推出的摄像头桥接芯片，基于 IEEE 802.3DM 标准实现以太网桥接组网。耶格尔补充道：“当前骨干网已支持最高 10Gbps，25Gbps 方案仍在研发中；该规格与机器人应用高度契合。以太网组网可实现摄像头资源共享，同时精简整车线束长度。”
图 2：端到端全以太网架构 ------ 摄像头、显示屏均接入以太网 来源：英飞凌
英飞凌高级应用工程师Benjamin Tan表示：TSN 可为所有接入数据提供精准时间戳记录。
“我们同时采用精准时间同步协议（PTP），时间精度可达纳秒级。数据包接入与流出网络时均可记录时间节点，精准测算网络内部传输时延。”
依托上述技术迭代，车载以太网未来有望全面覆盖车辆控制、车载毫米波雷达等对实时性要求极高的安全关键场景。
Rumbus半导体知识产权业务总监阿迪尔・巴鲁奇认为：“车载以太网已在车载娱乐、ADAS 领域证明自身价值；能否进一步拓展至线控转向、线控制动等安全关键领域，取决于传输确定性与容错能力。IEEE 802.1AS 等 TSN 扩展标准可提供时序保障，MACsec 协议可保障数据完整与通信安全。软件定义汽车的浪潮进一步放大了以太网的价值：精简整车线束、降低车身重量，并实现全车域通信协议统一加密。”
总体来看，车载以太网的各项优势，预示着传统车载协议终将逐步退出历史舞台。巴鲁奇补充道：“随着分区式架构普及，以太网可通过统一协议栈打通全车不同域，优势愈发凸显。凭借千兆级链路与同步数据包传输能力，以太网完全有能力满足安全关键场景实时控制闭环的精度要求。未来拐点终将到来：以太网的安全与可靠性指标，将全面超越传统车载网络。”
不过仍有部分设计人员更倾向沿用传统协议而非以太网。
西门子 EDA 汽车与航空军工混合物理及虚拟系统副总裁戴维・弗里茨表示："行业仍处在渐进过渡阶段。越来越多传感器、执行器尝试直接适配车载以太网，逐步脱离 CAN 及 CAN FD。
现行的 CAN、CAN FD、LIN、FlexRay 仅依靠双绞线传输，性能本就有局限。常有人提出车辆存在时序关键型业务，但我认为：即便带宽高达 100Gbps、实际仅占用 100Mbps，数据也完全可以准时送达，无需过度焦虑。
同时还可叠加服务质量（QoS）机制：优先保障关键数据包传输，暂缓普通数据流，实现确定性保障。目前我们正与日系主流车企的一级供应商深度合作，基于 Arm 架构 IP 搭建仿真系统，运行真实业务负载并完成实测验证。实测发现：即便传输关键数据，网络资源闲置率仍高达 95%，完全可满足实时性需求。技术迭代后，过去的性能顾虑已不复存在，再加上汽车行业向 AI 化演进，传统总线的短板会更加凸显。"
CAN 协议的退出时间线
车载 AI 普及、整车搭载 GPU 数量增加，是 CAN、LIN 逐步被替代的核心动因之一。
芯景科技产品管理高级总监罗布・费舍尔分析：“车载 GPU 性能需求持续攀升，核心源于两大趋势：一是整车架构集中化，过去全车分布多个独立 ECU 子系统，如今座舱域控制器、ADAS 域控制器、中央域控制器整合多类功能，拉高算力需求；二是架构集中化高度依赖车载以太网，传统 CAN 串行总线带宽有限，无法承载海量数据向中央计算域汇总传输。”
CAN、LIN、FlexRay 技术成熟、车规级应用经验丰富、集成度高且成本极低，但行业专家普遍认为，它们已无法满足下一代智能汽车的需求。
英飞凌Benjamin Tan表示：“行业共识是车载以太网终将完成替代。尤其是 10BASE-T1S（10Mbps 单对以太网），将逐步取代 CAN 与 CAN FD。预计未来 5～10 年，车载通信将全面转向以太网，CAN、LIN 逐步退场。”
Rumbus巴鲁奇指出：以太网方案必须在带宽、可扩展性、安全性上体现明确增值，同时成本效率对标甚至优于传统协议。
“10BASE-T1S 等新兴标准正是这一趋势的体现：将以太网延伸至低成本传感器、执行器场景，直接与 CAN 形成竞争。”
CAN 仍会存续较长时间，如同其他领域老旧技术不会瞬间消失。
新思科技以太网 IP 首席产品经理乔恩・埃姆斯称：“CAN 终将退出，但这类技术更迭往往需要历经多代车型迭代。类比雷电接口：内部基于以太网架构，但雷电标准依然独立存在；部分场景还会出现多协议同线共存、协议嵌套复用的情况。”
未来车载网络还将向更高速以太网标准与光以太网演进。
是德科技张承泽表示："10BASE-T1S 支持多节点共享拓扑，适配低速传感器与执行器；光以太网则用于 10Gbps、25Gbps 等高带宽骨干网。
10BASE-T1S、光以太网与 CAN/LIN 等传统协议之间，需要网关或分区 ECU 完成协议转换。行业挑战集中在跨异构网络的时钟同步、时延管控与传输确定性保障。"
传统存量器件拖累转型节奏
大量低成本车规级 ECU 等硬件均基于老旧通信协议设计，保守车企与供应链无意快速迭代升级。
西门子弗里茨坦言："一级供应商多年来一直在等待车载以太网标准正式定稿发布，不愿提前布局研发，避免标准变动导致器件作废。如今标准已落地，同时配套 SerDes 串化解串技术也实现成熟量产、成本可控。
如果一款车载摄像头售价仅 3 美元，却需要搭配 15 美元的 SerDes 芯片，显然不具备商用价值。市场成熟度直接决定转型节奏。一旦头部车企全面切换以太网，并要求所有供应商的 ECU、传感器、执行器标配车载以太网接口，其他车企必然跟风跟进，行业转型才会全面提速。"
转型难点还在于边缘老旧节点：大量传统 ECU 无需高频功能迭代、智能化需求低。
英飞凌Benjamin Tan表示：“替换存量传统器件需要投入巨大工程人力与时间。汽车行业标准繁多、协议严苛，消费电子两年即可完成产品迭代，车载行业周期则漫长许多。”
汽车行业对成本极度敏感：一旦某项技术实现规模化普及、性能够用，车企便缺乏主动替换的动力。
英飞凌移动出行、半导体及 ADAS 业务高级总监宝拉・琼斯指出：“车企永远优先考量能提升产品卖点的功能。存量架构下，新旧技术替换难度远高于从零全新设计。如果现在从头研发一款新车，必然会直接采用最新通信协议与传感器。”
不过长期来看，车载以太网及配套器件成本会持续下探 ------ 该技术正跨行业普及应用。
新思科技埃姆斯表示：“技术应用场景越广、研发投入越多，整体成本就越低。支持 CAN 与支持以太网的芯片，门电路规模差距并不大，成本差异本就不明显；而以太网依托多领域规模化研发与软件适配，综合成本优势会持续扩大。”
以太网与 CAN/LIN 不会成为同品牌车型高低配的差异化卖点。
埃姆斯补充道：“高端车型因后排娱乐、自动驾驶功能，会率先普及以太网等高带宽技术；但入门低价车型未来也必然标配以太网。如今低价芯片可省略以太网模块适配低端车型，但未来即便是入门级车规芯片，也会全面基于以太网架构设计。”
新旧融合离不开数字孪生技术
在单一协议一统行业之前，设计人员必须解决新网络协议与传统硬件的兼容集成难题。
Rumbus巴鲁奇表示：“CAN、FlexRay 凭借数十年的可靠性与成本优势，在车载领域拥有不可替代的地位，其传输确定性、低成本与成熟应用履历，仍是众多车载子系统的刚需。以太网性能虽强，但仍需突破集成适配难题，且在安全关键场景完成大规模验证。”
目前集成与验证工作仍在推进，尚未形成统一解决方案。
西门子弗里茨透露："六年来我们持续与松下、索尼及车载传感器企业合作，助力行业从 CAN 等传统协议向以太网过渡。
以太网仅靠一对双绞线即可实现超远距离数据传输，大幅精简整车线束、降低车身重量，解决诸多传统痛点。但传感器、执行器厂商不完成升级，整车层面的转型就会受限。"如今系统复杂度飙升，引发集成难题大爆发。弗里茨分析：“早期简易 ECU 仅需百余行代码，适配调试相对简单；如今车载系统代码量达数百万行，集成网络处理、图形处理、DSP 数字信号处理、上百颗 CPU 核心，还存在多安全等级业务混合运行 ------ 既有生命安全关键业务，也有车载影音娱乐流媒体业务。复杂度暴涨，系统集成已成为行业最大瓶颈。”
军工航空领域同样深陷集成困境。“我们与美国国防部沟通 F-35 战机项目延期、系统故障问题，核心同样是软硬件协同与通信适配难题。” 弗里茨说道。
问题根源在于航线可更换单元（LRU） ，相当于航空领域的车载 ECU，由洛克希德、波音、雷神等企业研发制造。“厂商单独研发单款 LRU 单元，单机测试达标便认为产品合格；但多单元整机集成后，战机却无法正常运行。厂商默认 LRU 与传感器、执行器之间的通信可正常适配，单独完成单机测试便草草交付，这本身就是工程逻辑误区。”
复杂系统由多家供应商分工研发，设计假设各不相同，极易引发兼容故障。而数字孪生正是解决这类问题、仿真模拟网络与器件运行状态的核心手段。
弗里茨强调："整机集成前，必须通过数字孪生对每一个 LRU 单元建模仿真。基于网络模型评估带宽、仲裁机制、服务质量，提前预判风险：例如搭载 10Gbps SerDes 链路后，系统仍有 3% 概率出现故障，这一可靠性无法接受，必须升级至 50Gbps。
在硬件投板前完成仿真验证，软硬件均可迭代优化，直至各项指标达标，最终整机集成才能满足设计要求。
在软件定义汽车及各类智能产品的系统级建模中，以太网是不可或缺的通信基础；必须在软硬件架构定型前，依托高精度数字孪生完成全系统仿真。无论是汽车、战机还是航天运载器，这都是破解集成难题的核心路径。"
AI 进一步加剧系统复杂度与集成压力。弗里茨表示："如今全行业都在嵌入人工智能算法，而 AI 模型需要持续数据输入支撑运行。这里不涉及模型训练，而是已训练完成的推理系统：需要实时感知周边环境数据（源自传感器），AI 推理决策结果再下发至执行器。
军工航空的执行器可能是飞行舵面、襟翼，汽车领域则是转向、制动机构，底层逻辑完全一致。仅传感器与执行器形态不同，中间的通信、算力、集成挑战毫无差别。"
SerDes 依旧不可或缺
未来 CAN、LIN 或被替代，但SerDes 串化解串器仍会集成在车载以太网芯片中，承担不可替代的核心功能。
新思科技埃姆斯解释："信号传输必须依赖物理接口，以太网采用单对双绞线是关键优势 ------ 多对线束会增加车身重量，单对双绞线可与传统总线轻量化水平持平。
以太网多节点共享拓扑技术，还能减少交换机数量，单根线束即可串联车内多个设备（交换机、车灯及其他车载器件）。"
因此，车载以太网与 SerDes 技术相辅相成、深度绑定。芯景科技费舍尔表示：“要实现车载所需的高带宽传输，必须依托 SerDes 架构。”
GPU 也将成为支撑高阶车载功能的核心器件。英飞凌Benjamin Tan补充：车载物理层芯片、交换机通常集成 SGMII、25GBASE-X 等 SerDes 接口，交换机与 SerDes、MCU、CPU 乃至 GPU 部署在同一块 PCB 板上，相互通信协作，完成协议处理、网络调度与数据运算。
当下车载网络架构正逐步向数据中心靠拢。
楷登电子设计 IP 市场营销总监陈文渊表示："从云计算、边缘计算到 AIoT、车载智能，AI 技术全面普及，车载系统开始引入 PCIe、UCIe、以太网等高速互连协议，复刻数据中心技术趋势。
目前车载以太网、车规 SerDes 尚未大规模进入主流数据中心，二者优化方向不同：车载侧重轻量化、低成本、电磁兼容；但单对以太网（SPE）、SerDes 设计等技术正在双向融合借鉴。"
数据中心对 SerDes 速率要求更高，但两大领域仍会持续技术互通。陈文渊认为："未来边缘计算、工业物联网、OT 网络融合、可组合架构，或将为车载以太网与 SerDes 带来新机遇，尤其适合需要低成本、轻量化布线的场景。
超大规模核心数据中心的 SerDes 仍会极致优化超高速率、低抖动与高能效；而车载 SerDes 的均衡算法、容错设计等创新，反而会反向赋能通用高速 SerDes 技术迭代，而非直接复用车载物理层芯片。"
总结
行业趋势清晰：未来车载网络将以车载以太网为主，传统车载协议份额持续萎缩。新思科技埃姆斯表示：“多家车企研发部门已明确未来全面转向以太网，只要行业达成共识，技术层面完全可以实现平滑过渡。”
但转型绝非一蹴而就。Rumbus巴鲁奇总结道："以太网虽为下一代汽车量身打造，但传统协议仍会长期存续。只有当以太网在安全可靠性、综合成本上全面对标传统方案后，才会完成渐进式替代。
车企会逐步验证以太网相对 CAN、FlexRay 的可靠性优势；随着芯片工艺成熟、认证体系完善、成本下行，车载网络向以太网转型的大方向已毋庸置疑。"
转载：汽车电子产研社 / 公众号