汽车智能化核心部件——域控制器

汽车安全 9个月前 admin
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汽车智能化核心部件——域控制器

随着汽车智能化,网联化的渗透与普及,汽车电子电气零部件占汽车的比重也逐渐提高。高级驾驶辅助系统,车载多媒体娱乐系统等逐渐成为消费者关注且左右购买决策的功能配置。越发复杂的系统对传感器、电子控制器(Electronic Control Unit, ECU)的数量有了需求,如自动驾驶的摄像头,毫米波雷达,多媒体娱乐系统的副驾驶娱乐屏幕,HUD 抬头显示系统,控制发动机表现的 ECM 模块、管理新能源汽车电池的 BMS 模块以及用于 360 度环视影像融合计算的 AVM 模块等等。据焉知汽车数据,一辆现代豪华汽车中通常包含了70到100个ECU。传统的分布式电子电气架构(Electrical/Electronic Architecture, EEA)由于其:1. 算力分散无法高效利用 ;2. 线束成本重量劣势;3. 无法支持高带宽车内通信;4. 后续升级维护困难等多维度原因,已无法满足发展需求。集中式电子电气架构应运而生,并且在未来最终会走向中央计算平台的形式。

1、 算力分散无法高效利用。

分布式架构下汽车搭载数十个控制器,且为保证性能稳定性及安全性,每个控制器芯片硬件算力相对其上运行的程序都有所冗余。这就导致从整车维度,各个控制器的能力“各自为政”,无法高效协同。反之在集中式电子电气架构下算力在行车时为辅助驾驶服务,在驻车休息时可为车载游戏提供运行算力。

2、 线束成本及重量劣势。

庞大的 ECU 数量同样意味着复杂、冗长的总线线束。据电子工程世界网数据,一辆高级汽车的线束使用量约 2km,重量在 20~30kg。在线束中,线缆材料本身重量占到线束总重量的 75%左右。集中式的电子电气架构以及域控制器的引入,可极大的缩短线束的使用量。

3、 无法支持高带宽车内通信。

分布式 ECU 时代,计算和控制的核心是 MCU 芯片,传输的基础核心是基于传统的 CAN、LIN 和 FlexRay 等低速总线。随着 ECU的不断增多,导致总线负载增加,基本上达到允许的上限了,这样容易导致信号丢帧、总线堵塞等技术难题,从而导致安全隐患。但在域控制器时代,高性能、高集成度的异构芯片作为域的主控处理器,域内统一调度控制,域外通过以太网等进行高速通信。目前百兆和千兆的以太网已在多款新车型上得到应用。车载以太网每节点实施成本高于 CAN 、 LIN,与 FlexRay 相当。在未来,数据传输速度的制约将使得车载以太网替代传统总线成为必然。

4、 系统集成及 OTA 维护困难。

各个 ECU 开发主要由各 Tier1 提供主机厂,主机厂由内部团队进行集成整合。对主机厂集成开发能力,供应商管理能力提出了很高的挑战。此外,分布式的架构零散的 ECU 布局也难以支持车载软件在线升级(OTA),从而加大了软件后期维护迭代的难度。目前,OTA 已经从部分新势力车企的独门绝技,逐渐大众化,各个车企的更新迭代频率也在快速提升。据国家市场监督管理总局披露的数据,2021 年各大车企报告 OTA 升级 351 次,较 2020 年同期上升了 55%,而涉及到的车辆达到 3424 万辆之巨,更是较 2020 年同期暴增了307%。

传统汽车的电子电气架构一般采用分布式,其控制中枢由电子控制单元ECU通过CAN总线和LIN总线连接,在传感器、电源及通信芯片、执行器等零部件的配合下,实现对汽车状态与功能的操控。每个控制系统采用单独的 ECU,不同的电控系统功能保持独立性,每增加一个功能就需要增加一个 ECU,因此传统汽车智能功能的增加和升级主要依赖于 ECU 和传感器数量的累加。

汽车智能化核心部件——域控制器

在电子化和智能化发展的需要下,传统的分布式架构逐渐进化为域集中式架构,“域”和“域控制器”产生。域控制器最早由博世、大陆、德尔福等 Tier1厂商提出,通过利用处理能力更强的多核 CPU/GPU 芯片,引入以太网并将分散的 ECU 集成为运算能力更强的域控制器来相对集中地控制每个域,从而解决分布式架构存在的成本、算力等局限性。

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域集中式架构的优势主要包括

1)域集中式架构可以节约成本、降低装配难度。在分布式架构中,随着 ECU 数量增加产生的大量内部通信需求,导致线束成本增加并加大装配难度;而域集中式架构将传感与处理分开,传感器和 ECU 不再一对一,管理更便捷,有效减少了 ECU 和线束的数量,从而降低硬件成本和人工安装成本,同时更有利于部件布局。

2)域集中式架构可以提高通信效率,实现软硬件解耦,便于整车 OTA 升级。分布式架构中,来自不同供应商的 ECU 的软件开发框架和底层代码不同,导致冗余,并提高维护和 OTA 统一升级难度;而域集中式架构做到对各 ECU 进行统一管理与信息交互,统一软件底层开发框架,从而便于未来的 OTA 升级和拓展功能的实现。

3)域集中式架构能进一步集中算力,减少冗余。分布式架构中的各个 ECU 之间算力无法协同,相互冗余,产生极大浪费。而域控制架构将原本分散的 ECU 进行算力集中,统一处理数据,减少算力冗余,更能满足高阶自动驾驶对于算力的高要求。

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基于功能集中分区,博世等传统 Tier1将汽车电子控制系统分为动力域(安全)、底盘域(车辆运动)、座舱域(娱乐信息)、自动驾驶域(驾驶辅助)和车身域(车身电子)五域。

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动力域用于动力总成的优化与控制,同时兼具电气智能故障诊断、智能节电、总线通信等功能。动力域控制器是一种智能化的动力总成管理单元,借助 CAN/FLEXRAY 实现变速器管理,引整管理电池监控交流发电机调节。其优势在于为多种动力系统单元(内燃机、电动机发电机、电池、变速箱)计算和分配扭矩、通过预判驾驶策略实现 CO2减排、通信网关等,主要用于动力总成的优化与控制,同时兼具电气智能故障诊断、智能节电、总线通信等功能。

底盘域将集成整车制动、转向、悬架等车辆横向、纵向、垂向相关的控制功能,实现一体化控制。传动系统负责把发动机的动力传给驱动轮,可以分为机械式、液力式和电力等;行驶系统把汽车各个部分连成一个整体并对全车起支承作用;转向系统保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶;制动系统迫使路面在汽车车轮上施加一定的与汽车行驶方向相反的外力,对汽车进行一定程度的强制制动,其功能是减速停车、驻车制动。底盘域可在传动系统、行驶系统以及制动系统中集成多种功能,较为常见的有空气弹簧的控制、悬架阻尼器的控制、后轮转向功能、电子稳定杆功能、转向柱位置控制功能等。若提前预留足够的算力,底盘域将集成整车制动、转向、悬架等车辆横向、纵向、垂向相关的控制功能,实现一体化控制实现底盘域的功能,需要实现底盘域驱动、制动和转向算法的集成。

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智能座舱域将 HUD(抬头显示)、仪表、车载信息娱乐等座舱电子集成,实现“一芯多屏”。智能座舱的构成部件主要包括全液晶仪表、大屏中控系统、车载信息娱乐系统、抬头显示系统、流媒体后视镜等,座舱域控制器通过以太网/MOST/CAN,实现抬头显示、仪表盘、导航等部件的融合,不仅具有传统座舱电子部件,还进一步整合智能驾驶ADAS 系统和车联网 V2X 系统,从而进一步优化智能驾驶、车载互联、信息娱乐等功能。智能座舱域可以实现“独立感知”和“交互方式升级”。一方面,车辆具有“感知”人的能力。另一方面,车内交互方式从仅有“物理按键交互”升级至“触屏交互”、“语音交互”、“手势交互”并存的状态,体验感更好。
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自动驾驶域能够使车辆具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、图像识别、高速通讯、数据处理的能力。自动驾驶域通常需要外接多个摄像头、毫米波雷达、激光雷达等等车载传感器来感知周围环境,通过传感器数据处理及多传感器信息融合,以及适当的工作模型制定相应的策略,进行决策与规划。域控制器的输入为各项传感器的数据,所进行的算法处理涵盖了感知、决策、控制三个层面,最终将输出传送至执行机构,进行车辆的横纵向控制。自动驾驶域所集成的功能基本不涉及机械部件,且与座舱域交互密切,并和智能座舱域一样需要处理大量数据,对算力要求较高,因此需要匹配核心运算力强的芯片,来满足自动驾驶的算力需求,简化设备,大大提高系统的集成度。

车身域将集成传统 BCM 功能和空调风门控制、胎压监测、PEPS、网关等功能,未来率先与智能座舱域融合。传统的车身控制器(BCM)功能主要包括内/外部车灯、雨刮、车窗、车门、电子转向锁等的控制,通过CAN/LIN与各个小节点进行通讯,节点较多,线束设计、软件控制逻辑均较复杂。而车身域控制器对车身节点实现了功能和零部件的集成,对于各个车身电子进行集中控制,对采集到的信息进行统一的分析和处理,效率更高;技术上,车身域控制器要求传统 BCM 开发经验、硬件集成能力、软件架构能力、芯片保供能力,未来将集成网关以及一些低等级 ADAS 功能,并率先与智能座舱域实现融合。

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其中,智能座舱域、自动驾驶域是现阶段承载整车个性化智能体验的关键所在,也是目前车企的竞争焦点和布局重点。这两个域最能在整车端体现品牌的智能化差异,同时对传统功能系统供应链依赖度小;在现阶段迭代最快,其功能开发和实现需要涉及大量AI 运算,因此对芯片所提供算力、操作系统底层算法要求很高;而其他域控制器涉及整车安全的部件较多,因此对功能安全等级要求更高,对芯片算力要求和功能智能化程度相对较低。

从供应端来看,在汽车整体分布式架构集中化的进程中,由中控系统升级而来的智能座舱域与新兴的自动驾驶域的供应体系较为完整;而其他域则是对传统功能系统的进一步集成,涉及的供应商繁多,更容易产生利益冲突,且随着电子模组件实现规模生产后的降价趋势,未来价值增量有限。未来,底盘域、动力域、车身域有望进一步集成,按照车身区域进行“区域域”集成,向车辆集中式架构进一步发展。

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从结构上来看,域控制器主要由硬件(主控芯片和元器件等)和软件(底层基础软件、中间件以及上层应用算法)构成,其功能的实现主要来自于主控芯片、软件操作系统及中间件、应用算法软件等多层次软硬件之间的有机结合。

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1)域控制器硬件主要包括主控芯片、PCB 板、电阻电容等无源元器件、射频元器件、支架、散热组件、密封性金属外壳等部分,其中主控芯片是核心部件。目前来看,对算力要求较高的智能座舱域和自动驾驶域所使用的主控芯片普遍由提供控车功能的MCU 芯片和包括中央处理器 CPU、图像处理器 GPU、音频处理器 DSP、深度学习加速单元 NPU、图像信号处理器 ISP、应用型专用集成芯片 ASIC、半定制电路芯片 FPGA 等部件的 SoC 芯片来共同提供所需算力,以支撑各种场景下的硬件加速需求。而底盘域、车身域、动力域由于相对较低的算力要求和成本考量,其主控芯片仍然多为较为传统的MCU 芯片。预计主控芯片的未来趋势会走向单独使用更高算力的 SoC 芯片。

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2)软件主要包括底层操作系统、中间件和开发框架、上层应用软件层。底层操作系统包括基础汽车操作系统、定制操作系统、虚拟机、系统内核等。中间层和开发框架包括AP AutoSar、SOA 等,处于底层操作系统与上层应用软件之间,为应用软件功能实现层屏蔽掉特定处理器和底层操作系统相关的细节,并实现与车辆网络、电源等系统交互所需的基础服务。上层应用软件层包括智能座舱 HMI、ADAS/AD 算法、网联算法、云平台等,实际实现对于车辆的控制与各种智能化功能。其中,预计底层操作系统将是众多Tier1 的发力重点,而上层应用软件层、中间层将是是各整车厂重点研发打造差异化的领域。

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上游硬件、软件供应商

硬件部分,最核心的主控芯片包括 SoC 芯片和 MCU 芯片,其中 SoC芯片的主要供应商包括海外的Mobileye、高通、英伟达等厂商和国内的地平线、黑芝麻、华为等厂商,MCU 芯片的主要供应商包括恩智浦、英飞凌、瑞萨等传统 MCU芯片巨头;软件部分,底层操作系统的国内主要供应商包括国汽智控、华为、百度斑马智行等,中间层的主要供应商包括 EB、Vector、TATA、Mentor、ETAS、KPIT 等传统供应商和 TTTech、未动科技、纽劢科技、中科创达、东软瑞驰、映驰科技等国内新兴供应商。

低算力座舱芯片格局较为分散,除 NXP、瑞萨、德州仪器等传统车载 SoC 厂商外,高通、英特尔、英伟达、华为、AMD、联发科等消费电子领域芯片厂商也在积极进驻。国内芯片企业如杰发科技、芯驰科技、瑞芯微、地平线、芯擎科技等也通过自主造芯之路加入混战,重塑汽车芯片产业格局。

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中游域控总成厂商

国外 Tier1 供应商主要包括博世、伟世通、德尔福、大陆、采埃孚等国际巨头,国内 Tier1 供应商包括德赛西威、科博达、华阳集团、均胜电子、经纬恒润等。

目前智能座舱域控制器参与方主要包括整车厂、域控制器总成厂商与软件开发公司。其中,整车厂与软件开发公司多专注于软件与算法的开发,一般缺乏芯片适配与大规模量产能力。正因如此,国内外传统 Tier1 凭借与芯片厂商的深度绑定和大规模落地量产能力成为不可或缺的关键参与方。国内 Tier1 中,德赛西威与黑莓共同研发的智能座舱域控制器已搭载奇瑞瑞虎 8 Plus 以及捷途 X90 并实现量产,第三代产品获长城、广汽、奇瑞等多家车企定点,并将与长安汽车合作开发智能座舱域控制器。均胜电子联合华为深度布局智能座舱域控制器领域,目前正在全力推进国内某知名自主品牌智能座舱域控相关产品的量产落地。华阳集团智能座舱域控制器搭载高通 8155 芯片、瑞萨 H3 及芯驰 X9HP 等方案,已获得长安、长城等客户定点项目;并将与黑莓合作,采用 BlackBerry QNX 开发智能座舱域控制器,已获得国内主机厂项目定点。长城旗下诺博科技的首个产品线座舱域控制器 IN9.0 座舱域控制器使用高通 8155 芯片,目前已经实现量产上车,具备一定竞争实力。

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海外 Tier1 企业在智能座舱域布局较早。其中伟世通从 2012 年就已开始研发座舱域控制器。并在 2018 年推出了全球第一款量产座舱域控制器,目前已获得吉利领克、东风、广汽等车企的订单;博世联手车联天下,拿下了广汽传祺、广汽埃安、奇瑞汽车、吉利汽车、长安汽车等多家车企的 8155 座舱域控订单,2021 年在长城汽车上完成了全球首款单芯片双系统多端设备的智能座舱域控制器的开发及量产下线。

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目前自动驾驶域控制器的主要参与厂商可以分为以下四类:
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少数领先车企实现自动驾驶域控制器自研:以造车新势力和头部自主车企为代表,特斯拉采取自动驾驶域控制器全自研模式,自研中央计算模块 CCM 和区域车身控制模块BCM,域控制器由代工厂生产制造;蔚来汽车跟随特斯拉的研发思路,布局自动驾驶域控制器和 AI 芯片全自研进程;小鹏汽车也在推动自动驾驶域控自研;长城汽车依托子公司毫末智行,力图全面自研自动驾驶控制器、中间件系统、自动驾驶软件系统,并于2022年 10 月宣布将自研芯片。目前来看,整车厂短期内能够实现全部自研的可能性较低,中期来看,大多数整车企业仍将依赖 Tier1 厂商及算法解决方案公司。

海外 Tier1 在自动驾驶域控制器领域具有先发的客户、供应链优势:主要厂商包括伟世通、博世、大陆集团、采埃孚、麦格纳等,代表产品包括伟世通 DriveCore、博世 DASy、大陆集团 ADCU、采埃孚 ProAI、Veoneer Zeus、麦格纳 MAX4 等。2018 年伟世通发布自动驾驶平台“DriverCore”,支持英伟达、恩智浦、高通等芯片方案;2019 年博世发布 DASy 域控制器,专为高速公路辅助在内的辅助与部分自动化功能而设计,支持达到最高功能安全 ASIL D 等级;2018 年大陆推出的辅助和自动化驾驶控制单元(ADCU)提供了适配瑞萨、英伟达的不同硬件配置,为辅助和自动化驾驶提供可拓展性功能;2019 年采埃孚发布 ProAI 系列的第四代产品 ProAI RoboThink,可实现约 600TOPS 的总计算能力,适用于 L4 级以上的自动驾驶解决方案。

国内 Tier1 以搭载大算力芯片寻求差异化突破:主要厂商包括德赛西威、经纬恒润、均胜电子、华为 MDC、诺博科技等。

德赛西威已经研发并量产四代自动驾驶域控制器产品:IPU01、IPU02、IPU03 以及IPU04。其中 IPU03 和 IPU04 域控制器是分别与小鹏汽车、理想汽车签订协议共同研发的,且分别搭载了英伟达 Xavier 芯片、Orin 芯片,均满足车规级要求。IPU03 已配套小鹏 P7、P5 实现量产,实现生产规模化。IPU04 由德赛西威与理想汽车、英伟达合作研发,是基于 Orin 平台研发的最高算力自动驾驶计算平台,单控制器算力覆盖110TOPS 到 1016TOPS,为将来的智能驾驶系统提供了更高的拓展性。IPU04 自 2021年 9 月底第一版样件,到 2022 年 7 月份开始量产交付,目前已经在理想、小鹏等车型上进行量产,并已进入量产规模爬坡期。2022 年 9 月 28 日,全系标配搭载德赛西威IPU04 的理想 L9 交付量突破 10000 台,反映了 IPU04 域控制器快速爬升的量产交付能力。作为英伟达全球六大合作伙伴之一,德赛西威目前已占据核心竞争优势。

中科创达旗下子公司畅行智驾已推出基于高通 8540 芯片的首款自动驾驶域控制器产品。畅行智驾作为中科创达在域控及中央计算平台领域的子公司,整合操作系统、芯片、感知、智能制造及算法等生态战略合作伙伴,共同打造可落地的智能驾驶域控及跨域融合产品。高通于今年 7 月投资中科创达子公司畅行智驾,主要设计自动驾驶技术、智驾域控硬件的设计、开发,目前已经推出基于高通 8540 芯片的首款自动驾驶域控制器产品,还将在 2024 年推出基于高通 QC8650 平台打造的中算力智驾域控产品以及基于QC8795 平台打造的首款高性能计算平台产品,并于 2025 年前完成多平台、全覆盖的产品布局。

东软睿驰于 2021 年相继发布新一代自动驾驶中央计算平台和面向自动驾驶领域的行泊一体域控制器。2021 年 7 月发布的新一代自动驾驶中央计算平台采用 4 颗地平线征程 5芯片,支持多路激光雷达、16 路高清摄像头、毫米波雷达、超声波雷达接入,可实现整车 360°的感知冗余,提供 L3/L4 级别自动驾驶功能。中央计算平台基于开放的 SOA架构以及东软睿驰自研的基础软件 NeuSAR,同时可通过云端进行自我训练,实现自动驾驶系统全生命周期的自我进化。2021 年 8 月发布的新一代行泊车一体域控制器持 5路高清摄像头、5 路毫米波雷达、12 路超声波雷达接入,摄像头最高支持 800 万像素,提供包括前方碰撞预警、交通标志识别功能、自动泊车、遥控泊车等 28 项 L2/L2+级别自动驾驶功能。

均胜电子也在加速进军自动驾驶域控制器赛道,着力 L2++至 L4 级自动驾驶域控制器和功能模块的研发,预计在 2023 年初搭载量产。其子公司均联智行与黑芝麻科技签署了自动驾驶域控制器开发协议,计划于 2023 年量产自动驾驶域控制器。2022 年 8 月子公司均胜科技获得某国内知名整车厂商关于自动驾驶高算力域控平台的联合开发合作,将基于英伟达自动驾驶车规级芯片 Orin,提供一款双 Orin 系统架构的高算力域控平台(AD 域控制器),可实现 L2++高速公路及城市场景 NOA功能,及 AVP 代客泊车功能,计划于 2024 年开始量产。

经纬恒润研发的智能驾驶域控产品使用 TI、英飞凌、Mobileye等多个厂商的芯片,定位实际可量产产品,目前已获得某新能源车企的产品定点,预计年底即将量产。该域控产品定位行泊一体解决方案,可实现前方碰撞预警 FCW、车道偏离预警 LDW、自动紧急制动 AEB、自适应巡航控制ACCA、车道保持辅助 LKA、驾驶员确认换道DCLC等,泊车方面包括 360 度全景影像 AVM、低速自动驾驶 APA、遥控泊车辅助 RPA 等功能,也可以实现领航辅助和自动变道等 L2+级别功能。目前该产品累计配套超 120 万套,有效路试里程高达 150 万公里,预计年底即将量产。

具有软件开发优势的自动驾驶域控软件平台头部厂商正在寻求直接切入域控制器总成市场机会。高水平自动驾驶软件平台是自动驾驶域控制器开发的另一大难点,目前整车厂虽然进入自主研发阶段,但进度较慢,仍需要向已在自动驾驶软件和算法领域研发多年的软件平台厂商和自动驾驶初创企业购买解决方案。随着自动驾驶产业链逐渐成熟,下游场景解决方案纷纷开始落地,因此头部软件平台厂商致力于进行域控制器硬件设计和制造,突破 Tier1 厂商与整车企业直接接触合作。小马智行基于英伟达 DRIVE Hyperion 计算架构及 Orin 芯片合作研发并量产的自动驾驶域控制器将于今年四季度开启量产,目前已开始对客户交样。创时智驾目前已量产 L2 行泊一体控制器,并将实现搭载 Orin 芯片 L3 行泊一体控制器的量产。福瑞泰克推出的 ADC 域控制器平台可满足 L1-L4 不同级别的产品需求。目前ADC30 已获得上汽红旗定点,采用多颗大算力 SOC 芯片的组合方案,AI 算力最高支持500+Tops,提供 L3 高级别自动驾驶功能,并将于 2023 年在一汽红旗全新车型上实现全面量产。宏景智驾目前已经开发了基于地平线征程2系列芯片的L2级别ADAS系统SmartCam和基于地平线征程 3 芯片的 SmartCam 2.0 版本。

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在软件定义汽车的大趋势下,在域控制器开发上,车企与供应商之间的关系相较于ECU 控制器时代正在发生微妙的转变。传统上,车企向定点的 Tier1 发布需求,Tier1 基于进行软硬件控制器的开发,最后交由车企进行集成及测试验收。而在智能化时代,车辆的智能化、科技化功能越发被消费者以及车企重视,越来越多的车企建立起了自己的软件自研团队甚至是硬件自研团队,希望牢牢的把产品定义的主导权握在自己手中。车企与供应商之间形成了多样化的合作模式,以适应车企不断扩大的自研需求。当前车企与供应商在域控制器领域的商业合作模式可以分为一下几种

1.交钥匙型:供应商完成底层硬件、操作系统、中间件、应用软件全部开发,车企负责系统集成。尤其适用于自动驾驶系统解决方案商、智能座舱软件平台厂商,比如百度 ACU 由伟创力负责代工生产,毫末智行也与伟创力达成合作,甚至众多的自动驾驶初创企业,都可能采用这一模式,通过 ODM/OEM 代工商提供车规级硬件前装生产能力的补充,为主机厂提供“域控制器+ADAS 系统集成开发”整套解决方案。

2. 应用自研型:供应商完成底层硬件、操作系统、中间件的开发,车企负责相对简单的应用层开发。Tier1 采用白盒或灰盒模式,车企掌控自动驾驶或智能座舱应用层开发权限,芯片厂商、Tier1、车企往往形成了深度合作,芯片商提供芯片、开发软件栈和原型设计包,Tier1 提供域控制器硬件生产、中间层以及芯片方案整合。这一模式的典型合作案例包括德赛西威+英伟达+小鹏/理想/智己、极氪+Mobileye+知行科技等。

3.中间件以上自研型:供应商完成底层硬件、操作系统,车企负责中间件及上层应用开发。这种模式下,供应商主攻域控基础软件平台,向上可支撑车企掌控系统自主开发权,向下可整合芯片、传感器等 Tier2 的资源,TTTech 是这一模式的鼻祖,目前估值超过 10 亿美元,重要股东包括奥迪、三星电子、英飞凌、安波福等。

4. 硬件代工型:供应商完成硬件代工,剩余均由车企自研。这一模式首先由特斯拉引入,而后被蔚来,小鹏等新造车势力采用,特斯拉设计域控制器,由广达、和硕代工,蔚来则寻求伟世通和伟创力的支持。

5. Tier0.5 型:车企深度绑定产业链,力求全栈自研。这种模式下,车企源于全栈自研能力的需求,或独立旗下零部件公司或与 Tier1 公司合资形成 Tier0.5,比如上汽旗下联创汽车电子、长城旗下诺博科技、吉利旗下亿咖通以及宏景智驾与江淮汽车合资成立域驰智能。

当前,中国乘用车预计总量趋于平稳,2025/2030 年将达到 2323/2393 万辆。国内新能源汽车渗透率将迎来快速提升:2022 年国内新能源车销量有望达到 650 万辆;预计2025 年中国新能源汽车销量将达到 1394-1626 万辆,渗透率达到 60%-70%;2030 年或将达到1914-2154万辆,渗透率突破80%。结合预测区间中位数,将根据2025/2030年新能源汽车销量 1500/2100 万辆进行后续计算。
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智能座舱域市场空间预测:

智能座舱域成本主要来自芯片,按照目前市占率最高的 8155 芯片成交价格 1600 元计算,结合硬件和生产成本,总价大约在 2000 元-2500 元左右,以中位数 2250 元计算。由于 8155 芯片出厂价仅在人民币 300 元左右,未来有较大的降价空间。未来缺芯情况预计会有所缓解,因此预计 2025 年域控制器总成价格在 1800-2200 元左右,到 2030年会达到更低水平。出于研发难度较低、技术成熟度较高、单车价值量较低、智能化体现程度较高的多重考量,新能源车企纷纷布局智能座舱域。预计未来智能座舱控制器在新能源车上的渗透率将接近 100%,并还将适用于部分燃油车,未来渗透率提升最为迅速,出货量将大幅提升。因此,智能座舱域控制器市场空间预计到 2025 年将达到 349 亿元,2030 年突破400 亿元。

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自动驾驶域市场空间预测

根据实现的自动驾驶功能级别,自动驾驶域控制器可以细分为 L2、L3、L4 级别产品分别进行计算:

L2 级域控制器:预计未来将适用于 10-20 万左右的经济车型,目前均价在 2300 元-2500 元左右,并在芯片成本降低、量产规模效应影响下有降价趋势,预计 2025 年均价将低于 2000 元。L2 硬件渗透率将从 2021 年的 20%逐年提升,预计在 2025 年达到50%,后因主流车企对低水平自动驾驶需求减弱,预计在 2030年降低至 20%;由于 L2级别自动驾驶功能对算力要求较低,目前主要以 ADAS 辅助驾驶系统搭载上车,使用域控制器的占比较低,预计未来域控制器在 L2 硬件中的渗透率将持续提升,预计到 2030年达到 100%。

L3、L4 级域控制器:主要适用于 30 万元以上的高端车型,搭载英伟达 ORIN 等高算力芯片方案。目前 ORIN 芯片单颗价格在 500 美元左右,折合人民币约 3500 元,出于算力考虑需要搭载 2 颗及以上,结合激光雷达、传感器、其他零部件、软件开发成本和生产成本,预计域控制器量产后均价在 15000元左右,并将随着量产规模扩大和芯片降本有降价趋势。

受行业内各公司加速研发趋势、中央及各地出台允许自动驾驶车辆上路相关政策影响,L3、L4 级别域控制器渗透率将逐年提升。特斯拉等头部整车厂、创时智驾等国内外域控总成厂商都积极布局 L3 级别及以上自动驾驶域控制器研发,有望于 2025 年前实现上车量产。自动驾驶相关政策的发布也为 L3 级别及以上自动驾驶实现正式上路行驶提供政策保障:2022 年 7 月深圳发布《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》,允许 L3 级自动驾驶汽车上路行驶;2022 年 11 月工信部发布试点意见稿,允许具备量产条件的 L3、L4 级自动驾驶车辆开展上路通行试点。同时,满足 L3 及以上级别的高算力 SoC 芯片研发也为域控渗透率提升提供动力。英伟达预计于 2024 年量产 Thor 芯片,单片算力达到2000Tops,目前已与极氪汽车签订合作协议,预计将于 2025 年初实现上车量产。由于L3、L4 高级别自动驾驶对算力、集成要求高,域控制器在 L3、L4 硬件中的渗透率将保持 100%。未来几年内,高等级域控制器渗透率有可能受到各车企量产进度快速推进、各地方自动驾驶上路试点政策加速颁布等因素影响,预期将有更大的提升空间。因此,预计 L3 级别域控制器渗透率将在 2025 年达到 10%-20%,以中间值 15%进行计算;2030 年将达到 40%以上。L4 级别域控制器渗透率将在 2025 年达到 1%-5%,以中间值3%进行计算;2030 年预计达到 20%以上。

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来源:行研分享


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原文始发于微信公众号(谈思实验室):汽车智能化核心部件——域控制器

版权声明:admin 发表于 2023年5月19日 下午5:58。
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