再看趋势😏
“域”根据功能对汽车电子控制系统进行划分,核心部件域控制器负责复杂计算和 大部分控制任务。除了域控制器以外,还存在少量的 ECU。通过汽车总线(CAN, LIN,以太网等)的相连,ECU 和 DCU 之间可以实现信息共享。每个“域”凭借DCU 强大的计算能力以及丰富的软件接口,可以将功能集中到 DCU 当中,从而实 现功能的集成化。这种集成化并非是把各个功能模块组合在一起,而是在软件以及 系统层面的集成,打破了模块之间的硬件壁垒,真正地做到功能的集成化。同时, 域控制器的出现使得汽车算力实现集中,相对于传统分布式 ECU 控制模式算力利用 率提高。
1.2、域的划分:博世的动力、底盘、座舱、自动驾驶、车身五域划分
博世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。
座舱域:集成 HUD、仪表、车载信息娱乐等,感知驾驶员的状态,提供个性化服务, 为自动驾驶功能提供辅助。传统汽车的座舱电子呈现出分散式分布的特点,各个座 舱电子“各自为政”,相互之间并没有多少关联性,因此无法满足多屏联动、多屏驾驶等复杂功能。随着汽车的智能化发展,座舱域将 HUD、仪表、车载信息娱乐等座 舱电子集成在一起,通过对用户的“理解”,提供个性化的信息服务和娱乐服务,满 足用户对舒适性的要求。此外,座舱域的车内感知能力可以有效地识别驾驶员的状 态,这可以给自动驾驶的实现提供很大的帮助。HUD、仪表、Infotainment 是座舱域 的最主要的组成部分。HUD 将把 ACC、LDW、行人识别等 ADAS 功能和部分导航 功能投射到挡风玻璃上,预计在 L3+时代将成为标配。
自动驾驶域:具备多传感融合、决策控制、图像识别、数据处理、高速通讯等能力, 核心在于主控芯片。随着智能汽车时代的来临,自动驾驶所涉及的感知、控制、决 策系统复杂性更高,并且需要更多地与其他系统进行信息的传递和控制。自动驾驶 域具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线通讯、高速通讯的能力, 此外还需要外接摄像头、雷达等设备,从而完成图像识别、数据处理等功能。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,并且与座舱域一 样,数据传输量较大,对时延方面有较高要求,预计未来算力需求将不断提升,同 时与座舱域融合,以提升交互效率。
底盘域:由传动系统、行驶系统和制动系统共同构成。底盘域由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统共同构成:传动系统的作用在于把发动机的动力传给驱动 轮;行驶系统则是把汽车的各个部分连成一个整体并对全车起到支撑的作用;制动 系统是给汽车车轮施加与汽车行驶方向相反的力,从而使汽车减速、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。
车身域:基于传统的 BCM 模块,形成车身功能和零部件的集成。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。 车身域相当于对车身节点做了功能和零部件的集成,在传统的 BCM 上,集成了空调 风门控制、胎压监测、PEPS、网关等功能。车身相关功能集中于一个总的控制器中, 包括基础驱动、钥匙、车灯、车门、车窗等多项功能,可以对各个车身电子采集到 的信息进行统一的分析和处理,从而实现了对于各个车身电子进行集中控制。预计 未来车身域将集成网关以及一些低等级 ADAS 功能,以提升通信效率,整体 ECU 数 量将进一步减少。
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。未来, 预计动力域将有望集成热管理系统,实现动力系统性能的进一步提升。
1.3、域控制器产业链:主控芯片和系统总成最为核心
域控制器的构成主要分为硬件和软件两部分。域控制器作为汽车运算决策的中心, 其功能的实现主要依赖于主控芯片、软件操作系统及中间件、算法等多层次软硬件 之间的有机结合。域控制器包含硬件(主控芯片等)+软件(底层基础软件,中间件 以及上层应用算法)。
1)硬件:主要包括主控芯片、电阻电容等无源器件、支架、散热组件、密封性金属 外壳以及 PCB 板等部分。其中,主控芯片为整个域控制器的核心,智能座舱域及智 能驾驶域等对算力要求较高的域主控芯片普遍为 MCU 芯片与集成了 CPU、图像处 理 GPU、音频处理 DSP、深度学习加速单元 NPU+内存+各种 I/O 接口的 SoC 芯片, 而底盘域以及车身域等对算力要求不高的域其主控芯片仍然多为较为传统的 MCU 芯片。芯片主要由第三方芯片供应商单独供应。
2)软件:包括底层操作系统与中间层软件及上层应用软件。其中底层操作系统及中 间层软件主要为域控制器厂商或软件平台供应商提供。上层应用层一般为主机厂自 研或委托第三方公司研发。最后将整个软件层集合打包烧入域控制器中,即可实现 对域内相应部件的控制。
域控制器产业链:包括上游主控芯片厂商及软件平台供应商、中游控制器总成厂商 以及下游主机厂。
1)上游:主要是主控芯片厂商和软件平台供应商。主控芯片是域控制器的核心组件, 主要包括 SoC 类芯片与 MCU 类芯片:SoC 芯片参与企业包括国外的 mobileye、高通、 英伟达以及国内的地平线、黑芝麻、华为等芯片厂商;MCU 类芯片主要参与厂商为 恩智浦、英飞凌、瑞萨等传统车载 MCU 巨头。软件平台供应商包括 TTTech、未动 科技、纽劢科技、中科创达、东软瑞驰以及映驰科技等企业,主要提供域控软件平 台(中间层)的开发。
2)中游:控制器总成厂商,主要为国内外 T1。T1 目前国外主要参与者为伟世通、 德尔福、大陆等国际 Tier 1 巨头,国内企业如德赛西威(智能座舱域控制器供奇瑞等, 自动驾驶域控制器供小鹏、理想等),科博达(底盘域控制器获比亚迪定点)、华阳 集团(座舱域控制器)、均胜电子(座舱域控制器)、经纬恒润(自动驾驶域控制器、 车身域控制器及底盘域控制器)、宏景智驾(自动驾驶域控制器供理想等)、毫末智 行(长城旗下)等。
3)下游:主机厂。下游主机厂,包括理想、小鹏等新势力车企以及上汽、大众、吉 利等国内外老牌传统车企,为域控制器终端用户。目前在经典五域中,自动驾驶域 和智能座舱域是发展重点。
SoC 芯片的算力和能力决定域集中的能力,是产业链关键硬件。目前针对自动驾驶 域和智能座舱域等对算力要求较高的域,普遍采用 SoC 芯片加 MCU 芯片的形式。 SoC 提供相应算力,MCU 芯片提供相应的控车功能。而底盘域以及动力域等对 AI 算力要求较低但对安全性要求较高的域,其主控芯片仍然多为较传统的 MCU 芯片。 未来随着集成功能逐渐增多,预计也将向 SoC 发展。因此,无论是目前对算力要求 较高的智能驾驶域还是对行车安全至关重要的底盘域,系统级芯片 SoC 将是域控制 器主控芯片的发展趋势。具备 SoC 芯片研发能力的企业将充分受益。
域控制器系统总成最终或形成主机厂和规模化第三方两大阵营。基于智能驾驶系统 开发和升级的需要,主机厂倾向于自己掌握核心 KNOW-HOW,部分实力较强的主 机厂其软件研发能力将从上层应用层向中间件软件甚至底层软件扩展,硬件方面也 在积累自己域控硬件架构的设计能力。因此我们认为最终域控的集成或形成两大阵 营:实力较强,规模较大主机厂自己设计域控硬件架构,以及自研底层软件及应用 层软件,此时域控制器厂商一般为生产代工的角色;域控制器总成厂商采购第三方 中间层以及上层软件,为一些规模较小软件实力偏弱主机厂提供域控总成。因此随 着中前期域控渗透率的增加以及后期部分实力较强的整车厂实现自研,域控制器总 成厂商及软件平台供应商市场空间将出现先上升再萎缩后平稳的趋势,后期有向头 部集中的趋势,实力较强的厂商仍然可以掌握较强的话语权。(报告来源:未来智库)
2.1、域控制器发展趋势:域集中式到中央计算平台
当前整车电子电气架构正处于从分布式电子电气架构向域集中电子电气架构过渡。博世将电子电气架构演进分为三大阶段、六小阶段并被业内认可。三大阶段分别是 分布式电子电气架构、域集中电子电气架构、车辆集中电子电气架构,六小阶段分 别是模块化阶段、模块整合阶段、区域中心化阶段、区域整合阶段、整车整合阶段 和车载云计算阶段。当前正处于分布式电子电气架构向域集中电子电气架构的过渡 阶段。
新势力、头部自主率先进入域集中电子电气架构阶段,合资、外资陆续进入域集中 架构。2020 年车展,新势力、头部车企展出域控制架构,如:
蔚来汽车将整车电子电气架构划分为 底盘域、车身域、辅助驾驶域、动力域和信息 娱乐域五大功能域。根据蔚来方面的介绍,截至目前蔚来通过 FOTA 实现的更新已 经涵盖三电系统、底盘悬挂、辅助驾驶和信息娱乐等,共涉及全车 35 个 ECU。
小鹏汽车 EEA3.0 电子电气架构已经进入到中央集中式电子电气架构,采用了中央超 算(C-DCU)+区域控制(Z-DCU)硬件架构。
理想汽车下一代电子电气架构的趋势是建立中央算力平台,实现中心计算化。
长城汽车采用“功能分类收纳”的思路,以集中化、软硬分离、服务化、车云协同 为目标,将功能进行集成式管理。
吉利汽车从比拼单一车型技术转而向平台化、架构化、模块化发展。
广汽“星灵”采用 5G+云计算方案,作为电子电气架构 6.0 美好设想。
外资厂商也陆续进入域集中规划阶段:
特斯拉 E/E 硬件架构已发展为“功能域”集中+“区域”控制器集成;
大众全新 MEB 平台全面展示电气化转型成果。
丰田顺应汽车新四化趋势进行电子电气架构布局。
宝马作为传统老牌车企紧跟潮流升级换代电子电气架构。
从主机厂的技术演进和规划看,未来相当一段时间都是向域集中过渡的过程。
车辆集中电子电气架构促使域控制器向中央计算平台发展。未来汽车电子电气架构 将向车辆集中式电子电气架构发展。车辆集中式电子电气架构相对于域集中式电子 电气架构来讲,集成化程度进一步提升,将几个域融合为一体,算力更加集中。未 来随着各个域的逐渐融合,各域控制器也将逐渐融合为一体,变为中央计算平台, 即真正的“整车大脑”。中央计算平台打破域控制器按功能划分领域的控制方式,将 几个域控制器整合到一起,实现控制与计算的更加集中化。我们预计在中央计算平 台实现之前,个别域将率先实现融合。由于底盘域及动力域对安全性要求较高,短 期内与其他域融合的难度较大。自动驾驶域与智能座舱域所集成的功能基本不涉及 机械部件,且二者交互密切,数据传输量均较大,对时延方面有较高要求,预计将 实现融合,以提升交互效率。
2.2、域控制器市场空间:2025/2030 年预计国内市场 1248/2510 亿元
考虑未来相当长时间都是从分布式架构逐步向域集中阶段过渡,我们通过各类域控 制器出货量、单价的预判,我们对国内域控制器市场空间做出如下预测:
1)域控制器出货量趋势
座舱域控制器已经较大规模应用,未来渗透率提升最为迅速,出货量未来将大幅提 升。随着各车企新一代电子电气架构在新发布车型上的落实,我们预计未来 10 年座 舱域控制器出货量将会大幅增加。座舱域控制器会是 L2 级以上车型的标配。
自动驾驶域控制器随后续车企 L3 级以上功能的推出,在 2022 年开启加速渗透时代。 自动驾驶域控制器还处于前期导入阶段。2021 年开始由于各车企自行研发以及合作 研发的自动驾驶域控制器开始落地并在新车型上搭载,自动驾驶域控制器出货量开 启加速上车时代。预计 2021 年 L2 级别域控在 L2 级别车型渗透率为 20%,之后逐年 递增;L3、L4 级别车型基本标配智能驾驶域控。
车身、底盘域、动力域控制器处于前期阶段,后续渗透率有望持续提升。由于各车 企的电子电气架构布局以及相关研发与合作的安排,目前五大域中车身、底盘域与 动力域应用并不广泛,但考虑到各车企已经加速电子电气架构的布局,我们预测底 盘域与动力域将在 2023 年开始逐步量产,之后每年递增。考虑后期域融合,我们预 计车身、底盘、动力域在智能车渗透率无法达到 100%。
2)域控制器单价趋势
自动驾驶域控不同级别芯片等级不一样,价格不一样,但随着后面大规模量产,价 格依次降低;
座舱域控制器相对较为成熟,随着芯片会有所升级但是整体大规模放量,后续价格 依次降低;
车身域控制器、动力域控制器以及底盘域控制器预计 2023 年开始量产,刚开始导入 期产品较为初级(芯片较为低端),随着后续集成度提升,域控产品升级,产品价格提升,待产品稳定后逐步下降;
基于以上假设,我们测算 2025/2030 年全国域控制器市场空间分别为 1248/2510 亿元, 其中自动驾驶域控制器空间为 698/1127 亿元,座舱域控制器空间为 417/723 亿元, 车身域控制器空间为 30/151 亿元,底盘域控制器空间为 61/305 亿元,动力域控制器 为 41/203 亿元。
3.1、域控制器参与玩家:主机厂和第三方 T1 共同开发
域控制器当前主要为主机厂、传统 T1 共同开发,各自参与程度会发生变化。主机厂 即特斯拉和长城,域控总成 T1 包括博世、伟世通以及安波福等,国内的有德赛西威、 华为、均胜电子、宏景智驾、经纬恒润以及科博达等。由于整车厂技术水平良莠不 齐且各自规划不同,在与 T1 合作的过程中主机厂参与程度不同,主要包括:
1)由域控厂商提供硬件+底层软件;
2)由域控厂商提供硬件+底层软件+中间件;
3)由域控厂商提供硬件+底层软件+中间件+部分应用算法;
4)全栈外包即由域控厂商提供硬件+底层软件+中间件+算法供应商提供算法。
与 T1 合作的该模式可以借助第三方的规模化效应降低成本并快速实现装车量产,提 升产品竞争力。同时,长城、蔚来、小鹏、特斯拉等车企采取自研域控制器模式, 能更好将软硬件结合,提高产品性能。
主机厂和 T1 的合作分化会加剧,掌握核心技术的主机厂话语权将提升,主机厂预计 会形成三个梯队:
1)第一梯队主机厂技术实力强且体量大,话语权更强,实现自研。不但掌握上层算 法、中间层软件、定制化操作系统的开发并将深度参与且主导域控制器的硬件架构 设计,甚至可以实现主控芯片的自研,T1 主要为硬件代工;
2)第二梯队主机厂掌握上层算法、中间层以及域控硬件架构设计等核心 Know-how, T1 负责底层软件适配以及硬件落地量产等工作;
3)第三梯队主机厂技术实力较弱,话语权最弱,只能进行简单的功能定义,域控制 器核心 know-how 仍掌握在 T1 手中,由 T1 主导开发。
因此随着中前期域控渗透率的增加以及后期部分实力较强的整车厂实现自研,我们 预计域控制器总成厂商及软件平台供应商市场空间将出现先上升后萎缩再平稳的趋 势,后期有向头部集中的趋势,实力较强的厂商仍然可以占据较多市场。
主机厂玩家中,特斯拉遥遥领先,长城汽车实力较强。目前特斯拉是唯一实现了从 主控芯片到中央计算 CCM+区域车身控制器再到上层软件的全栈式开发的主机厂。 特斯拉电子电气架构形式为左右车身域再加中央计算模块,在功能域的基础上率先 实现空间域,将整车划分为三大空间域,集成度较高。国内传统主机厂中长城技术 领先,依托其旗下毫末智行及诺博电子实现自动驾驶域控制器及智能座舱域控制器 的高度自研,其中算法部分实现完全自研。其余如蔚来、小鹏等新势力均走自研域 控的路线,已经在大规模组建团队并且已经在深度研发中。
T1 参与者中国内 TI 的量产实践有望领先于合资/外资玩家。Tier1 供应商域控制器发 展迅猛,多数厂家聚焦于智能座舱和自动驾驶域。合资外资玩家中博世、大陆、伟 世通、采埃孚均聚力发展自动驾驶域,其中采埃孚的产品已在奇瑞车型上实现量产, 同时三者凭借技术优势和积累在底盘、座舱域也有相关产品;伟世通集中发展智能 化,其 CDC 和自动驾驶域控制器全球领先,在其它三域发力相对较少;国内厂家中 包括华为(覆盖座舱域、智驾域、车身域、动力域等)、德赛西威、经纬恒润、科博 达、华阳集团、均胜电子、宏景智驾、英博电子、福瑞泰克等。展望未来,我们认 为国产 T1 有机会在域控竞争中领先合资,主要因为:
1)国内主机厂的域控尝试为国产域控 T1 提供发展机会。国内新势力以及传统自主 品牌转型智能化的速度和魄力大幅领先于传统外资合资,这衍生出了国内众多的域 控开发和实践机会,使得国产 T1 有望先于合资外资 T1 进行域控开发和量产。
2)国内 T1 配合主机厂开发和服务的响应速度优于合资外资。域控的架构当前仍在 不断变化升级的过程中,主机厂在后续不断升级的过程中对共同开发的 T1 在共同开 发和服务方面的响应速度要求很高,国内 T1 玩家的服务和响应速度快于合资或外资 T1,有望成为主机厂的优先选择。
3)强势主机厂极其重视域控开发中的主导权,国内供应商容易成为优先选择。基于 智能驾驶系统完善升级的需要,未来强势主机厂倾向于自研域控中软件(包括底、 中、上层,利于智能驾驶自主可控)以及自主进行硬件设计(例如整车内部布置), 合资外资供应商或难以让渡部分主导权,国内供应商或成为优先选择。
国内 T1 中,华为技术领先,德赛西威量产规模领先。
华为是拥有从底层芯片到上层软件全栈自研能力的第三方 T1。华为在域控方面具备 “芯片+硬件+底层软件+中间件+应用层算法+系统集成”能力。目前基于其自研的 MDC 智能驾驶平台、CDC 智能座舱平台等以及 VDC 整车控制平台等涵盖域控制器 功能的整套软硬件系统,在博世五域架构的基础上进一步集中,实现三部分控制, 共同完成娱乐、自动驾驶以及整车和底盘域的控制,集成度较高。其余的玩家各自 聚焦于各自的领域各有各的优势。
德赛西威布局座舱及自动驾驶域,量产规模领先。德赛自动驾驶域控产品涵盖低阶 以及高阶自动驾驶。公司在高阶自动驾驶域控制器为目前英伟达国内独家合作商, 独占鳌头。其自动驾驶域控制器拿到了包括理想以及小鹏等新势力车企的众多定点, 并已在小鹏 P5、P7 上实现量产。同时公司 2016 年开始布局智能座舱,目前其智能 座舱在多屏联动、娱乐化、多场景应用均表现优异,供长安、理想以及奇瑞等车企。 其余国内 T1 如经纬恒润、科博达、华阳集团、均胜电子、宏景智驾、英博电子、福 瑞泰克、伟创力等专注于各自细分领域,亦具备一定竞争力。
3.2、座舱与智驾域控制器:与上游芯片联盟或决定中游总成格局
座舱以及智驾域的性能高度依赖于上游芯片的选择,与上游芯片厂商的合作与联盟 或决定中游域控总成的格局。
1)座舱域控:高通以及与高通合作 T1 领先,华为座舱域有望跟随华为生态上升
低端座舱芯片格局较为分散,以国外企业为主,未来占比将降低。低端智能座舱芯 片市场主要为 NXP、德州仪器、瑞萨电子等传统汽车芯片厂商及联发科、三星等消 费领域厂商占据。德州仪器于 2020 年 1 月发布 Jacinto7 系列芯片,并与百度合作形 成车规级芯片搭载于威马的第三款智能 SUV 上;瑞萨、NXP、德州仪器三家在 2015 年以前主导市场,一度占据市场份额超 60%,其中 NPX 的 i.mx 系列历经多次更新, 目前获得了稳定的客户流。地平线征程 2 芯片成为首款量产的国产车规级 AI 芯片, 其在 UNI-K 的量产和新功能手势识别的落地,是座舱智能化的成功实践。随着芯片 成本的下降以及座舱域控制器集成功能逐渐变多,低端座舱芯片的占比将持续变低。
高通在座舱芯片中市占率领先,高通以及高通系未来将有望持续保持优势。高通为 消费电子厂商起家,高通主攻高端芯片市场,在国内与中科创达、德赛西威、华阳 集团、均胜电子、诺博电子、伟世通等国内外主流座舱域控制器相关厂商均有合作。 旗下 820A 性能卓越,装载于理想 ONE、奥迪 A4L、领克 05、小鹏 P7、小鹏 G3、 天际 ME7 等多款车型上;8155 系列占据大量市场份额,于长城 WEY 摩卡、威马 W6、蔚来 ET7 等车型上量产装车;座舱芯片需要较高的 GPU 算力且需满足车规级 要求。随着座舱域集成功能的逐渐增多,预计未来高端座舱芯片占比将持续提升。 对于主机厂而言,会针对某个硬件平台基于某款芯片来做整个域控平台的规划和设 计。一旦选定之后,再次更换芯片品牌的研发成本非常高。因此主机厂选定了跟一 个芯片品牌合作后,更改的意愿较低。高通有望凭借丰富的产品线、先发优势及消 费电子领域的技术基础保持头部地位。
座舱域控制器参与厂商包括国内外传统 T1,德赛具备较强竞争力。伟世通是座舱域 控制器(CDC)领域的先驱,其 SmartCore 方案旨在集成信息娱乐、仪表板、信息显 示、HUD、ADAS 和网联系统,是首批与戴姆勒合作的 CDC 供应商之一,已获得吉 利领克、东风、广汽的订单;安波福是第一家以 CDC 打进市场的供应商,他们的集 成驾驶舱控制器(ICC)使用单芯片驱动多个驾驶舱显示器,包括仪 HUD 和中央堆 栈,已获得法拉利和长城的订单,长城供应将由 Aptiv 中国工厂承担;国内企业中德赛西威智能座舱域控制器已搭载奇瑞瑞虎 8 以及捷途 X90 并实现量产。均胜电子与 华阳集团亦在智能座舱域控制器领域有一定布局。其中,均胜电子联合华为深度布 局智能座舱域控制器领域,目前主要客户为大众。华阳集团智能座舱域控制器以高 算力 SoC 芯片高通 8155 为基础,配合瑞萨 H3 及芯驰 X9HP 等 MCU 芯片,将多个 不同操作系统和安全级别的功能融合到一个平台上,以高性能、高集成、高扩展性 等满足个性化需求,实现多模态人机交互、多屏无缝联动、车内感知等功能。诺博 科技(长城旗下)、航盛等非上市公司亦具备一定竞争实力。
座舱域控总成厂商中华为技术领先,后续有望跟随华为生态上升。华为基于其自研 的麒麟系列芯片的 CDC 智能座舱平台不但涵盖域控制器的功能,而且还包含 Harmony 车机操作系统及上层软件,为车企提供一站式解决方案,在技术上属国内 领先。未来有望凭借华为丰富的生态圈,持续扩展市场空间。
座舱域控制器领域未来格局将趋于分散,德赛西威一段时间内仍有望保持头部地位。
智能座舱域所集成的功能多与信息娱乐相关,对系统实时性要求较低,因此开发难 度相对稍低。在满足车规级要求基础上,其性能主要取决于主控芯片性能,相应消 费电子厂商亦有机会参与。但智能座舱本身又是决定用户体验的关键一环,也是下 游主机厂最能体现其产品竞争力和差异化的部分,自研可能性较高。因此预计未来 格局将区域分散。但中短期范围,仍处于行业导入期,德赛西威有望凭借先发优势 继续维持头部地位。
2)智能驾驶域控:mobileye/英伟达合作者在低阶/高阶域控领先,国产芯片/高通芯 片合作方未来在低阶/高阶领域有望突破
自动驾驶芯片主要为高算力 SoC 芯片加 MCU 芯片。自动驾驶域控制器的核心在于 芯片,芯片的处理能力决定了能够满足哪个等级的自动驾驶需求。为满足自动驾驶 不同级别算力支持,进行大量运算,域控制器需要配备核心运算力强的处理器。由 于自动驾驶域控制器具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线高速通 讯等多方面能力,其内部通常会集成图像处理器、GPA 芯片、FGPA 芯片等,各个部 分处理不同模块。因此其主控芯片通常为 SoC 芯片叠加 MCU 芯片。其中 SoC 芯片 负责提供 AI 算力,MCU 芯片负责搭载一些控车类等安全等级较高的功能。SoC 芯 片主要由英伟达、高通、华为、Mobileye、地平线等厂商提供,MCU 芯片主要由瑞 萨、恩智浦、德州仪器等提供。
低阶域控芯片 mobileye 领先,高阶英伟达独占鳌头,高阶芯片比例将提升。目前按 算力划分,自动驾驶域控芯片主要分为两个阵营,即低算力及高算力。前者主要用 于实现 L2 级别自动驾驶功能,主要用于 10-20 万的车型,目前体量较大。后者主要 聚焦与 L2+及以上自动驾驶功能,搭载 30 万左右车型,目前体量较小。目前,在低 阶自动驾驶芯片领域,mobileye 相关系列芯片是目前落地方案的主流选择,其低功 耗比在 L2 级别车型上优势明显。Mobileye 作为低阶自动驾驶芯片领先厂商,旗下芯 片搭载于蔚来 ES8、EC6、ES6 以及小鹏 G3 和 2020 款理想 ONE 等多款车型。高阶 自动驾驶芯片领域英伟达全球领先,其芯片以高算力著称,高通凭借 8540 等产品亦 具备一定竞争力。英伟达最新产品 Altan 单片 SoC 算力为 1000TFLOPS。我们认为, 未来高算力自动驾驶芯片占比将逐渐提高。鉴于车规级 AI 芯片较高的开发门槛以及 较长的开发周期,短期内英伟达将凭借其完善的工具链以及技术优势和先发优势继 续保持领先地位。Mobileye 因其封闭的开发策略以及较长的开发周期,未来市占率 将降低,其份额将被算力相近的地平线、黑芝麻等国内厂商的相应产品瓜分。
地平线、黑芝麻等自动驾驶芯片新秀厂商亦具备一定竞争力,未来有望凭借价格优 势持续提升市占率。随着汽车零部件国产替代大趋势的加速,国内诞生了地平线、 黑芝麻等优秀的自动驾驶芯片厂商。地平线凭借旗下征程系列芯片,迅速打入国内 自动驾驶芯片市场。其中,征程 2 芯片为国内首款车规级 AI 芯片,征程 5 芯片可提 供 128top 算力,并凭借其优秀的智能驾驶解决方案以及开放灵活的合作策略,深受 国内主机厂青睐。截至 2022 年 3 月,地平线生态合作伙伴包括比亚迪、长安汽车、 长城汽车、东风汽车、广汽集团、红旗、江汽集团、理想汽车、奇瑞汽车、上汽集 团等超过 100 家。旗下征程系列芯片出货量已突破 100 万片,共获得 40 多个车型的前装定点,搭载于理想 ONE、荣威 RX5、传祺 GS4 PLUS、长安 UNI-K 等多款车型。 黑芝麻目前已经有三颗大算力芯片实现成功流片,其华山二号 AI 芯片产品算力达 196tops。相关前装车型亦将于今年年内实现量产。我们认为,地平线、黑芝麻等本 土芯片厂商,具备较强的价格优势与开发灵活度,未来有望凭借较低的价格以及开 放的合作策略,持续提升市占率。
自动驾驶域控制器总成厂商玩家较多,国内厂商亦有参与,具备一定竞争力。域控 制总成供应商主要为 Tier 1 厂商:伟世通的 Drive Core 自动驾驶域控制器整合不同厂 家的传感器数据、全数字仪表、驾驶员检测、抬头显示等,结合伟世通先进的软件 开发工具,支持 L3+自动驾驶技术开发,无缝支持英伟达、恩智浦、高通等处理器, 已与广汽合作推出 L3 级自动驾驶量产车型。国内企业包括德赛西威、长城、华为、 经纬恒润、东软瑞驰、海高汽车、布谷鸟等都具有自动驾驶域控制器产品。长城汽 车凭借其旗下毫末智行与诺博电子,实现了从硬件架构到全套软件的自研,目前已 有小魔盒系列自动驾驶域控产品,在国内整车厂中处于领先地位。其余的厂商如新 势力中的小鹏、理想以及传统 T1 如均胜电子等均在布局自动驾驶域控的研发。其中, 均胜电子目前已在车规级、可量产的智能驾驶域控制器方面取得突破,预计首个项 目 2023 年初装车量产。宏景智驾、东软瑞驰、福瑞泰克、知行科技、伟创力等亦具 备竞争实力。
智能驾驶域控总成厂商中华为技术领先,后续有望跟随华为生态上升。其中,华为 为国内唯一拥有拥有涵盖域控制器功能及上层软件的业界唯一全自研车载计算平台 MDC。MDC600 基于 8 颗华为自研的昇腾 310 AI 芯片,算力可达 352TOPS,支持 L4 级别自动驾驶,为车企提供一站式解决方案,在技术上属国内领先。目前已装载 于长城机甲龙、北汽极狐阿尔法、广汽 ALON LX PLUS 等多款车型,未来有望凭借 华为丰富的生态圈持续提高市场份额。
国内自动驾驶 Tier1 厂家中出货量德赛西威领先,其 IPU 系列为不同需求的场景打 造。其中 IPU01 平台可以满足智能化的泊车需求,目前出货量最大;IPU02 在智能 化泊车的基础上对道路场景的识别有了更深度的视觉体系搭建,目前已实现量产; IPU03 系列能支持整车 L3 级别的自动驾驶,能够很好的兼容各类传感器,目前已在 小鹏 P7 上量产;IPU04 算力达 254TOPS,是国内自动驾驶域最先进的产品之一,目 前已在多个主机厂完成定点,有望 2022 年实现大规模量产。
低阶域控已相对成熟,量产与成本管控是关键,未来将持续放量。随着自动驾驶技 术快速发展,国内外更多的 Tier1 与供应商参与到自动驾驶域控制器的领域中。目前 自动驾驶域控制器出现分化,主要分为中低算力域控和大算力域控。其中,中低算 力域控制器用于实现 L1~L2 级的驾驶辅助功能,主要搭载在中低端车型,比如德赛 西威的 IPU01/IPU02,福瑞泰克的 ADC10 等。这类型的域控制器对成本比较敏感, 它的定位是作为一款高性价比、适合大规模量产落地的产品,这类域控主要搭载低 AI 算力的芯片,比如地平线征程 2、mobileye EQ4、TDA4 等。目前,针对低阶自动 驾驶域控,相关的传感器以及算法已经较为成熟。因此低阶自动驾驶企业现在正往 解决方案提供商的方向演进,做到量产落地与成本管控。预计未来,将持续在中低 价位车型放量。
大算力域控成熟度将提升,同时整体比例将持续上升。大算力域控制器用于实现 L2+及以上的高阶自动驾驶功能,主要搭载于中高端车型,比如搭载于蔚来 ET7 和上汽 非凡 R7 等,这种类型的域控对 AI 算力要求比较高,并且还要做硬件预埋。但由于 它的定位是要体现出高端和科技感,因此在成本方面承受度较好,其内置高 AI 算力 的 SoC 芯片。未来我们预计随着自动驾驶数据量的提升以及场景逐渐复杂,高阶域 控比例将持续提升。
德赛西威有望凭借低阶域控量产经验以及高阶领域与英伟达的绑定,持续保持自动 驾驶域控领域领先地位。自动驾驶域控制器的性能上限主要取决于提供 AI 算力的 SoC 芯片。高算力 SoC 芯片开发壁垒较高。英伟达有望凭借先发优势占据高阶 SoC 芯片领先地位。而德赛西威作为英伟达在国内目前唯一的渠道商,有望借助英伟达 的优势,在一定时间范围内保持高等级自动驾驶域控制器领域领先地位。同时德赛 西威凭借先发优势,在低阶自动驾驶域控制器里借助 IPU01、IPU02 等产品的量产经 验,在低阶自动驾驶领域仍然保持一定市场份额。
3.3、底盘、动力、车身三域:电动化及智能化发展下有望突破
汽车智能化发展下底盘域控制器需求较高。在高度自动驾驶领域,迫切需要底盘域 控制器产品的出现,实现转向、制动悬架的集中控制软硬件分离。车辆的横向纵向 垂向等功能需要协同控制以便于全面提高整车性能。但由于底盘域控制器负责汽车 的行驶控制,故对其安全等级具备较高要求,且需要集成的机械部件较多,因此带 来的高行业门槛使底盘域控制器目前仍处于实验室阶段,但在需求催化下有望加速 突破。采埃孚于 2022 年 1 月 5 日国际消费类电子产品展览会(CES)上,推出了其 下一代高性能计算平台——车辆运动域(VMD)控制器。该车辆运动控制器可实现 将底盘所有功能集成到一个控制单元,为目前集成度最高的底盘域控制器。本土有 国内公司科博达也已获得比亚迪底盘域控制器定点,预计 2023 年量产。另外,经纬 恒润的底盘域控制器具备车身高度控制、后轮转向控制以及车身刚度控制等功能, 亦定点蔚来汽车。
底盘域控制器开发壁垒较高,未来将呈现寡头竞争态势,科博达有望凭借技术及先发优势获得突破。底盘域相关部件主要为机械件,涉及悬挂、制动、转向等几大模 块。不但集成难度较高,软硬件耦合关系强,并且与功能安全强相关,开发难度较 高且开发周期长。目前少数实力较强的主机厂如长城、吉利、蔚小理等走自研路线, 其余 T1 如采埃孚、科博达以及经纬恒润等已有相应成果并取得定点,但鉴于底盘域 控制器整体开发难度及门槛较高,预计未来参与者较少,只有较少数的主机厂及 T1 实现自研及量产,整体将处于寡头竞争态势。科博达有望凭借技术优势及先发优势, 在国内底盘域控领域取得头部地位。
动力域控制器将往更加集成化的方向发展,本土动力域厂商迎来发展良机。随着汽 车动力系统的快速发展,国内厂商纷纷在动力域控制器取得突破:2020 年 6 月天际 汽车的第一台动力域控制器下线,彰显本土企业实现动力域控制器的量产能力及自 主研发实力。在此之前的 2020 年 1 月,合众汽车团队研发的 PDCS 动力域控制器通 过了搭载车辆测试,开始量产并搭载于哪吒汽车。同年 9 月,华为发布了业界首款 超融合动力域解决方案。该解决方案实现将 BCU(电池控制单元)、PDU(动力驱动 单元)、DCDC(驱动电源)、MCU(微控制单元)、OBC(车载充电器)、电动机、 减速器七大部件集成,实现了机械部件和功率部件的深度融合以及传统机械层面的 “三合一”到功率电子层面“多合一”的深度融合,集成度国内领先。未来,动力 域有望集成热管理系统,实现动力系统性能的进一步提升。动力域控制器亦将向集 成化的方向发展。
车身域控制器集成度将进一步提升。在从集中式走向车身域的过程中,车身域控制 器诞生,可以在 BCM 的基础上集成空调风门控制、胎压监测等功能,通过收纳部分 的 ECU,车身域控制器不仅可以实现功能的集成化,还可以减少 ECU 的数量,从而有利于降低车身重量、减少成本、简化线路复杂度。车身域的出现避免了车身 ECU 数量过多带来的困扰,对于未来汽车功能性的提高提供保障。车身域并不需要很高 的 AI 算力,因此与动力域及底盘域一样使用一颗性能、资源更加强大的 MCU 芯片 作为主控芯片即可。未来车身域控制器不但将集成网关,亦有望集成部分低等级 ADAS 功能,整体集成度将进一步提升。
国内外厂商均有参与,国内华为技术领先。如今车身域控制器厂商国外主要有联电、 大陆、安波福等,国内有华为、经纬恒润以及诺博科技等。联电的车身域控制器产 品实现了将车身控制器(BCM)与网关(GAW)的融合并于 2021 年 12 月份成功在 联电柳州工厂量产。国内比如华为推出的 CCA 架构当中,除了智能座舱和智能驾驶 两大域控制器,其他车身控制功能全部集成到了车身域控制器(VDC 整车控制平台) 中,相较于其他厂商,集成度最高,属国内最领先。经纬恒润的车身域控制器,能 够兼容传统 BCM 功能,同时集成空调算法、门控逻辑、胎压监控等整车控制策略。 长城旗下的诺博科技开发的第二代车身域控制器产品平台中央电子控制模块(CEM) 采用了瑞萨全新一代 MCU 产品以及 NXP 提供的交换机,是行业内不多同时集成车 身域控制器、BCM、PEPS、千兆以太网网关等功能的高集成性电子控制单元,并且 硬件、结构、软件均采用了平台化设计,可以适应未来进一步升级的电子电器网络 架构。
4.1、核心逻辑总结
域控制器:实现对域内功能的集中控制,SoC 芯片地位将提升。域控制器为整车电 子电气架构从分布式向域集中式转变的软硬结合的增量零部件,实现对区域功能的 集中控制,硬件部分包括主控芯片(MCU 和 SoC)、PCB 板,以及其他组件,软件 部分包括底层操作系统、中间层软件和上层应用软件。产业链分为上游主控芯片厂 商、软件平台供应商、中游控制器总成厂商、下游主机厂。随着域控制器集成要求 提升,高算力 SoC 系统级芯片将成为域控制器主控芯片的主流。
市场空间:预计 2025/2030 年我国域控制器市场空间为 1248/2510 亿元。经典的域划 分为座舱、智驾、车身、底盘、动力五域,座舱和智驾域控已经量产上车,即将规 模放量,车身、底盘、动力等预计后面逐步量产,未来发展趋势是域融合,最终是 中央计算平台。我们根据智能驾驶产品升级和渗透进程测算域控出货量以及价格趋 势,预计国内智能驾驶市场空间 2025/2030 年将达到 1248/2510 亿元,其中智驾域市 场最大占比一半左右,为 698/1127 亿元,座舱域为 417/723 亿元,其他还有车身域 30/151 亿元、底盘域 61/305 亿元、动力域 41/203 亿元,22-25 年是智驾域和座舱域 快速放量期。
竞争趋势 1:主机厂与 T1 合作开发,未来分工分化。当前主机厂和 T1 合作完成域 控的硬件设计制造+底层软件+中间件+上层软件算法,考虑强势主机厂倾向于全栈自 研,而第三方 T1 具有规模优势,我们预计最终主要有两种合作模式:1)软件实力 强销量规模大的主机厂自研底层到上层软件算法以及硬件设计,T1 负责硬件代工; 2)其他主机厂外包域控,硬件设计以及底层软件由硬件总成商提供,中间件以及上 层软件算法由智能驾驶软件平台商提供。
竞争趋势 2:国产 T1 有望领先合资外资,其中华为技术领先,德赛规模领先。我们 认为国产域控总成商有望领先合资外资,主要因为:1)国内新势力以及传统自主转 型智能化的速度快于外资合资,为国内 T1 提供了实践迭代机会;2)国内 T1 玩家 在服务响应方面优于合资外资, 能更好满足主机厂迭代升级要求;3)主机厂有自研 域控中软件(方便升级)以及自主设计硬件架构(方便整车内部布置)的倾向,国 内供应商相比合资外资配合度更高。国内 T1 中:1)华为技术领先,具备“芯片+硬 件+底层软件+中间件+应用层算法+系统集成”能力,其自研的 MDC 智能驾驶平台、 CDC 智能座舱平台等以及 VDC 整车控制平台有望随合作厂商车型推出而放量;2) 德赛量产规模领先,德赛在高阶自动驾驶域控制器为目前英伟达国内独家合作商, 拿到了包括蔚来、理想以及小鹏等新势力车企的众多定点,并已在小鹏 P5、P7 等车 型实现量产。
竞争趋势 3:座舱以及智驾域高度依赖上游芯片,与上游芯片厂商的合作与联盟或决 定中游域控总成格局。座舱域方面,高通以及高通系中科创达、德赛西威、华阳集 团、均胜电子、诺博电子、伟世通等,基于 820A/8155 的产品已经大量量产,未来基于 8295 的产品有望进一步领先市场。华为后续基于其自研的麒麟系列芯片的 CDC 产品有望随华为系主机厂新品推出而上量。智驾域方面,mobileye 和合作方基于 EQ 系列产品大范围应用于 L2 车型,英伟达+德赛基于 Xavier 产品大范围应用于 L2+车 型,基于 orin 芯片产品获得新势力新一代高阶智能驾驶车型定点。未来国内地平线 黑芝麻,高通(宝马、长城合作)在低阶/高阶领域有望突破。
投资分析:迎接域控制器放量黄金十年,掘金国内优质供应商。随着车企智能化的 升级,电子电气架构在未来十年将快速由分布式向域集中式升级,域控制器进入黄 金成长期。国内域控制器产业链参与玩家因自身开发和服务响应快,且受益于国内 主机厂在全球范围内领先的智能化实践,有望在竞争中领先传统外资玩家。在市场 空间最大的座舱和智驾领域,国内部分玩家已经通过与上游优质芯片厂家的绑定获 得了领先。
4.2、主要公司分析
德赛西威
科博达
均胜电子
经纬恒润
华阳集团