接口迭代浪潮下的国产力量:HDMI 转 CPHY 方案厂商全景与产业突围

作者:电子创新网编辑部

在 8K 超高清、AR/VR、智能座舱等新一代显示技术的推动下,接口传输的带宽、速率与兼容性需求持续攀升。MIPI CPHY 凭借三线架构带来的高传输效率、强抗干扰性与低功耗优势,成为衔接传统 HDMI 信号源与新型显示终端的核心桥梁。面对这一产业升级机遇,国内厂商纷纷布局 HDMI 转 CPHY 技术路线,形成以芯片设计企业为核心、FPGA 方案为重要补充、多技术路径并行的产业格局,推动关键接口技术的国产化突破。

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产业刚需:HDMI 转 CPHY 的技术价值与市场机遇

传统接口体系在新一代显示需求面前已显疲态。HDMI 接口虽主导消费电子与影音设备连接,但 HDMI 2.1 的 48Gbps 带宽在 8K@120Hz 等超高清场景下逐渐触及上限;而曾广泛应用于移动显示的 MIPI D-PHY,其差分对结构在速率提升与抗干扰性上的短板愈发明显。CPHY 作为替代方案,单 lane 速率可达 3.5Gsps 以上,相同引脚数下传输效率较 D-PHY 提升 50%,成为高规格显示设备的必然选择。

这一技术迭代催生了旺盛的转换方案需求。在车载领域,智能座舱的多屏交互需要将主机 HDMI 信号转为 CPHY 驱动柔性屏;AR/VR 设备则依赖转换方案实现外接 HDMI 信号源的高清显示;专业显示领域的 8K 监视器更需要稳定的协议转换链路。据产业测算,2025 年全球 HDMI 转 CPHY 方案市场规模将突破 20 亿美元,而国产化率不足 30%,为国内厂商留下广阔突围空间。

核心玩家:国产厂商的技术路径与产品矩阵

国内厂商基于不同技术积淀,形成了桥接芯片主导、FPGA 方案协同、生态支撑为辅的多元发展模式,覆盖从消费电子到车规级的全场景需求。

一、桥接芯片领军者:高带宽与多场景适配

桥接芯片企业凭借协议解析与信号处理的核心能力,成为 HDMI 转 CPHY 方案的主力军,其产品以高集成度和性价比占据市场主导。

1. 龙迅半导体

作为视频转换芯片领域的头部企业,龙迅通过多型号布局构建了完整的产品梯队。其 LT7912 芯片支持 HDMI 2.1 输入,可配置为 3/4 通道接收架构,输出端支持 MIPI DSI/CSI 的 C-PHY 接口,单通道速率高达 5.7Gbps,双端口总带宽可达 68.4Gbps,轻松适配 8K 压缩视频传输需求。另一款 LT6911GX 芯片则聚焦中高端场景,通过 C-PHY 双端口输出实现 34.2Gbps 总带宽,集成 HDCP 中继功能,在 VR 显示与专业监视器领域已实现批量应用。龙迅方案的核心优势在于协议兼容性,可无缝对接高通、MTK 等主流 SOC 平台,缩短客户研发周期。

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LT7912产品应用图

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LT6911GX产品应用图

2. 基石酷联(GSCoolink)

以低功耗与高灵活性为突破口,推出 GSV6127C 系列转换芯片。该产品支持 HDMI 2.0 与 DP 1.4 信号输入,输出端可配置为 1-3 lane 的 MIPI C-PHY 接口,单 lane 速率达 5.7Gbps,完美适配中小尺寸高刷新率屏幕需求。芯片集成增强型微控制器,支持固件定制与多协议自适应,无需修改硬件即可适配不同分辨率显示终端,在消费电子与工业显示场景中具备显著成本优势。其特有的低功耗设计,较同类产品功耗降低 20%,成为移动显示设备的优选方案。

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二、FPGA 方案代表:高云半导体的灵活适配路径

在桥接芯片之外,FPGA 凭借可编程逻辑的灵活性,成为 HDMI 转 CPHY 方案的重要补充,高云半导体作为国产 FPGA 领域的核心企业,通过 “硬核集成 + 生态协同” 模式,为复杂场景提供定制化解决方案。

高云半导体于 2024 年推出的 GW5AT-LV60 与 GW5AT-LV15 系列 FPGA,创新性集成自主研发的 CPHY 硬核,打破国际厂商在高速接口领域的技术垄断。其中,GW5AT-LV60 作为旗舰型号,CPHY 单 lane 速率可达 5.75Gsps,搭配 4 路 12.5Gbps SerDes 接口,能高效接收 HDMI 2.1 信号并完成协议转换,同时具备丰富的逻辑资源,支持色彩空间转换、图像降噪等增值处理,适配 8K 监视器、AR/VR 渲染引擎等高端场景;GW5AT-LV15 则通过资源优化实现高性价比,在保留 CPHY 核心功能的基础上,重点优化功耗与成本,适用于车载信息娱乐系统、中高分辨率显示模组等对成本敏感的场景。

为解决方案落地难题,高云联合合作伙伴打造了完整硬件开发平台,平台集成 HDMI 输入接口、CPHY 输出接口与图像处理模块,构建 “HDMI 信号接收 —FPGA 实时处理 —CPHY 驱动显示” 的端到端链路。该方案已在 1080×2400 分辨率车载屏幕上实现稳定运行,支持音频同步传输与多协议适配,无需对现有显示设备系统架构进行大规模改造,为下游厂商提供低成本技术升级路径。目前,高云已打通从 CPHY RX 数据采集(接收 CPHY Sensor 信号)到 TX 点屏输出(驱动 CPHY 显示屏)的完整闭环,在 Demo 测试中,通过 GW5AT-LV15 实现 HDMI 信号到 1Gsps 速率 CPHY 信号的转换,充分验证了方案的稳定性与兼容性,为后续 8K 场景应用奠定基础。

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三、车规级专项突破:芯炽科技的高可靠解决方案

车载场景对传输稳定性、抗干扰性与温度适应性的严苛要求,催生了专业化的车规级 HDMI 转 CPHY 方案厂商,芯炽科技成为该领域的标杆企业。

芯炽科技作为 MIPI 联盟成员,深度参与 A-PHY 公有协议制定,以 “Serdes + 协议转换” 一体化方案切入车载市场。其核心产品通过 A-PHY 协议实现长距离传输后,可将信号转换为 C-PHY 接口输出,支持 800 万像素高清图像传输,满足环视系统与智能座舱的高规格需求。该方案具备三大核心优势:一是通过 ASIL-B 功能安全认证与 AEC-Q100 车规认证,在 - 40℃至 125℃宽温环境下稳定运行,适配车载复杂工况;二是实现全国产化 IP 自研,与 Valens 等国际厂商产品实现物理层互通,打破私有协议垄断,降低车企供应链风险;三是支持 POA(power over A-PHY)技术,通过单根线缆完成数据传输与供电,简化车载布线系统成本,提升整车集成效率。目前,芯炽方案已在 TI TDA4 等主流 SOC 平台完成验证,进入多家国产车企供应链,助力智能座舱显示接口升级。

四、技术生态协同者:IP 与方案的全链条支撑

除核心芯片与 FPGA 厂商外,IP 服务商与方案设计企业(IDH)通过技术赋能,加速了 HDMI 转 CPHY 方案的产业化落地。SmartDV 等国内 IP 服务商提供可配置的 CPHY 协议栈与 HDMI 解码模块,支持速率定制与多场景适配,降低芯片企业与 FPGA 厂商的研发门槛 —— 厂商无需从零开发协议底层代码,可基于成熟 IP 快速完成产品设计,缩短研发周期 30% 以上。

奥唯思等授权 IDH 则承担 “技术转化桥梁” 角色,一方面深度对接芯片 / FPGA 厂商的硬件特性,另一方面精准匹配下游终端厂商需求,提供定制化开发服务。例如,针对 AR/VR 设备低延迟需求,IDH 可基于龙迅桥接芯片或高云 FPGA,优化协议转换逻辑,将信号延迟控制在 10ms 以内;针对车载多屏交互场景,可开发多通道同步传输方案,实现中控屏、仪表盘、后排娱乐屏的 HDMI 信号同步转换与驱动。此外,IDH 还提供硬件调试、软件优化与现场技术支持,帮助终端厂商快速解决量产过程中的技术问题,推动方案从样品验证走向规模化应用。

国产方案的产业价值与未来方向

国产 HDMI 转 CPHY 方案的崛起,不仅实现了关键技术的自主可控,更重塑了全球产业格局。在成本层面,国内厂商通过自主 IP 与规模化生产,将方案成本较国际品牌降低 30%-50%,某国产车企采用高云 FPGA 方案后,HDMI 转 CPHY 模块量产成本直接下降 40%,研发周期从 6 个月缩短至 3 个月;在服务层面,本地化技术支持与快速定制响应能力,解决了国际厂商服务滞后、定制周期长的痛点,满足国内终端厂商 “快速迭代” 的需求;在生态层面,国内厂商积极参与 MIPI 与 GPMI 等标准制定,推动形成兼容开放的产业生态 —— 其中 GPMI 接口标准通过单一线缆实现 192Gbps 带宽与 480W 供电,为 HDMI 与 CPHY 的协同发展提供新路径,进一步巩固国产方案的技术话语权。

未来,国产 HDMI 转 CPHY 方案将朝着三大方向演进:

一是速率突破,通过 12nm 及更先进工艺,将 C-PHY 单 lane 速率提升至 6.5Gbps 以上,适配 8K@120Hz 无压缩传输,满足超高清显示的极致需求;

二是多场景融合,在车载领域实现多通道同步传输与功能安全升级,在 AR/VR 领域开发低延迟轻量化方案,在专业显示领域支持多屏拼接与色彩精准还原;

三是生态协同,深度融入 GPMI 等国产接口生态,实现与 HDMI、DP、USB-C 等多协议的无缝衔接,构建 “一芯多能” 的综合接口解决方案。

从龙迅的高带宽桥接芯片、高云的灵活 FPGA 方案,到芯炽的车规级突破与全产业链的生态协同,国产厂商正以差异化竞争策略在全球显示接口升级浪潮中占据主动。这一突破不仅为 8K、AR/VR 等新兴产业提供核心支撑,更标志着中国半导体产业从 “跟跑” 向 “领跑” 的关键跨越,为全球显示产业升级注入 “中国芯” 动力。

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