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文档简介
1、2022年汽车电子行业发展现状及市场规模研究1.汽车电子行业分析:智能化、网联化赋能汽车电子,未来前景广阔消费者需求正成为汽车智能化发展重要驱动力。在 AI 时代下,汽车智能化更加深入发展, 汽车产品从传统的“功能汽车”向“智能汽车”转变,车辆需要更多满足车主需求,并不 再是简单的出行工具。并且随着消费者对于电子产品的使用率增加,大部分消费者在购车 的需求选择上,导航、视频、社交等智能科技配置已上升至第二位,仅次于安全性能,智 能座舱需求已进入“主动智能、内容+服务”阶段。随着汽车行业智能化、网联化市场机遇的全面到来,汽车电子化的程度逐渐成为衡量现代 汽车水平的重要标准。整车性能的提升依赖于不
2、断革新的汽车电子技术。近年来汽车电子 技术快速发展,产品种类不断丰富,智能座舱、智能驾驶和智能网联成为了汽车领域的热 门赛道。在汽车电子产品种类增多、复杂度提升、更新速度加快以及质量要求趋严的综合 背景下,从汽车电子系统的设计开发、汽车电子产品的系统集成,到汽车电子系统的检测 与验证,全流程的汽车电子技术服务需求不断增加。汽车电子行业处于产业链中游,产业链上游行业主要为电子元器件、结构件和印制电路板 等行业,下游行业是整车制造业,最终在出行服务和运输服务等行业实现产品应用。按照 博世和大陆等供应商划分的五大控制域模块,将汽车电子行业产业链中游划分为动力域 (安全)、底盘域(车辆运动)、车身域(
3、车身电子)、信息娱乐域(智能座舱)和自动驾 驶域(辅助驾驶)五大类。汽车电子电气架构由分布式向集中式过渡。现有汽车电子电气架构以分布式为主,每台汽 车承载数十个电子汽车控制单元(ECU)执行决策功能,数量众多的 ECU 导致线束布置 复杂、车重增加,整车成本较高,同时软硬件耦合度较深,不利于软件集成开发或自行功 能定义。因此,汽车电子电气架构将向域集中电子电气架构转变,域控制器(DCU)通过 集成多个 ECU 减少车辆线束,有利于降低整车成本和软件开发难度,缩短整车集成验证 周期。 对于整车厂后期运营管理而言,域控制器带来的好处也显而易见。由于采用了同一计算平 台和网络通信架构,后期整车厂可以
4、更好地通过 OTA 升级持续地改进车辆功能,为汽车 添加更多车联网、ADAS 相关应用,提升用户粘性。且这种开发模式还有助于减少供应商 数量,方便整车厂选取高性价比供应商以及进行供应链管理。未来汽车电子电气架构将由域集中式进一步向中央集中式转变。由于不同车型平台对模块 的空间布置有物理限制,域集中电子电气架构易受车型约束,难以大规模推广使用。中央 集中式电子电气架构围绕更大区域内的计算平台来进行搭建,以一个或若干个核心计算平 台作为基础,构建完整的软件系统。2.智能座舱行业:进入快速普及阶段,未来迈向智能移动空间2.1.智能化驾乘空间,产业链不断拓宽智能座舱,即智能化的汽车驾驶与乘坐空间,包括
5、多种软硬件,如 HMI 交互窗口(液晶 仪表、多形态座舱显示屏、流媒体后视镜、HUD 等)、应用程序(导航、影音、娱乐等)、 中间件(车机互联、WiFi 与蓝牙模块、导航与位置服务模块等)、操作系统(QNX、Linux、 Android、Harmony OS 等)、SoC 芯片和座舱域控制器等。用户通过摄像头、麦克风等 硬件输入信息、或通过传感器感知信息,再由芯片通过分析用户感知、行为进行主动决策, 最后通过显示屏、仪表等实现输出,完成了车、路、人三方面的智能化,并将数据储存至 云端,以实现对资源的有效适配。对人智能:汽车智能座舱通过与驾驶员及乘客通过语音、手势等交互方式进行互动,感知 用户行
6、为,了解用户需求。 对车智能:利用内置智能硬件设备,如车载芯片对电子器件反馈的数据进行计算,了解汽 车行驶状态以及各种参数指标,对车辆进行最佳状态适配。 对路智能:依托 V2X 对道路状况信息进行感知和收集,并将数据传输至云端进行计算和 路线智能规划。智能座舱涉及面广,产业链不断拓宽。目前来看,智能座舱产业链上游可分为芯片等硬件 供应商以及操作系统、中间件、应用程序等软件供应商;产业链中游包括车载信息显示系 统、车载通讯系统、车载信息娱乐系统、座舱域控制器等软硬件集成供应商;产业链下游 包括主机厂。区别于传统的 Tier 2、Tier 1、主机厂的供应链线性结构,智能座舱涉及到 许多软硬件的集
7、成,及解决方案的提供,因此供应商会结合所提供的不同产品类型,不断 切换身份,导致产品边界不断拓宽。2.2. 座舱电子助力智能化,域控制器丰富座舱功能智能座舱产品主要包括涵盖座舱内饰和座舱电子两方面,并由两者共同构建人机交互 (HMI)体系。智能化趋势下,座舱内饰主要包括智能化的灯光、座椅、空调等,座舱电 子包括车载信息显示系统、车载信息娱乐系统等。 车载信息显示系统包括液晶仪表、座舱显示屏、HUD、流媒体后视镜等。随着汽车智能 化的提升,信息显示系统在信息量、显示方式上不断进步:显示信息不仅包含车速、水温、 转速等基本信息,增加了行驶里程、车辆状态、导航等信息;除仪表外,座舱显示屏、HUD、
8、流媒体后视镜等新兴信息显示方式的渗透率持续增长,为驾驶员提供安全、便捷的体验。车载信息娱乐系统是中央处理器、车身总线和互联网服务组成的综合信息处理系统。能够 实现多媒体资源应用、导航、蓝牙/WiFi 连接、辅助驾驶、车辆控制、社交应用、人机交 互等功能。车载信息娱乐系统的硬件系统以 ECU 为中心,通过 ECU 的接口与各个部件 实现连接和信号交互。ECU 为电子控制单元,主要起到提供信号接口、接收、处理、输 出信号的功能。通常一个功能,如麦克风、扬声器等,由一个 ECU 来支持。 我们认为座舱域控制器有望相比其他域控制器渗透率更高。相对自动驾驶域而言,自动驾 驶实现难度较高,并且法规落地仍需
9、等待,而智能座舱落地难度小,座舱的智能化硬件技 术相对成熟,正成为汽车厂商打造差异化的重要领域,所以智能座舱域控制器更有望全面 普及。而车载信息娱乐系统也向着多功能集成、多屏融合交互、人机交互多样化等趋势进 行发展。2.3. 迈向智能移动空间,提供丰富场景服务根据自动驾驶分级,智能座舱的发展大致可以分为 4 个阶段:电子座舱阶段、智能助理阶 段、人机共驾阶段及智能移动空间阶段。 电子座舱:车载人机交互系统逐步整合,组成“电子座舱域”,并形成系统分层。车载电 子经由车载收音机(1924)、中央显示屏(2001)、车载导航(2006)一直发展至电子座 舱域(2018),由传统分散的座舱体系逐步发展
10、融合成集合整体,衍生出后续多屏联动、 多屏驾驶等复杂座舱功能,催生出座舱域控制器这种域集中式的计算平台。硬件整合的价 值体现在成本及技术两个角度上,可以减少功能复杂化之后座舱硬件成本的增加,同时集 中式方案统一了通信架构有助于降低设计难度、提高技术效率。智能助理:应用生物识别技术,促进驾驶员监控设备迭代,增强车辆感知能力。此阶段车 辆将设立独立感知层并升级交互功能,智能座舱通过感知层获得车内视觉(光学)、语音 (声学)以及其他硬件设施提供的数据,再利用生物识别(人脸识别、语音识别)来监控 车内人员的生理状态及心理状态,做到“理解人”;交互升级包括多种手段并存(物理按 键交互发展至语音、手势交互
11、),以及通过“视觉”、“语音”等多模交互发展为智能助理。人机共驾:在整个乘车场景中(上车-行驶-下车)形成个性化、场景化服务,车辆初步实 现自主/半自主决策。随着电子电气架构由分布式 ECU 向域控制器过渡,自动驾驶等级的 提高,从而车载信息娱乐系统的算力增强,同时自动驾驶辅助的功能增加。车内感知系统 (IVS)将对驾驶员状态进行主动提醒,信息显示系统的智能化程度也将提升。基于多种 模式的交互手段将融合得更精准和主动,这件会促进座舱域、动力域与底盘域的融合,座 舱将变成更加全面的智能助理。 智能移动空间:未来汽车使用场景更加丰富,将涵盖娱乐、生活、附加信息等一系列活动 的出行服务,智能网联实现
12、驾乘人员线上线下体验的无缝连接,车辆作为“第三生活空间”, 带有独特的移动属性,将为消费者带来更加便利的体验。3.智能驾驶行业:政策需求双驱动,单车智能逐渐放量3.1. 智能驾驶助力产业发展,驾驶自动化标准落地智能驾驶是指在汽车上搭载先进的传感器等装置,运用人工智能等新技术使汽车具备智能 驾驶的能力,辅助驾驶员安全、便捷地完成驾驶任务。搭载智能驾驶功能的智能汽车将逐 步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。 智能驾驶技术将成为汽车和交通产业发展的重要驱动力。智能驾驶技术的发展不仅将改变 多年来人类驾驶车辆的行为习惯,更重要的是将在交通安全、运输成本、用车效率和空气 污染等方面推动整体社会的发
13、展和进步,是一场由工业领域和交通领域共同拉动的产业革 命。在智能驾驶和未来智慧交通的影响下,整体交通运输的方式将朝向安全、高效、绿色 的方向不断转变;道路空间、运输成本、人力需求将不断释放,转而产生更大的社会效益。国内外自动驾驶分级更新完善,驾驶自动化被划分为六个级别。2014 年,国际汽车工程 协会(SAE)首次发布业内广泛使用的 Level 0-5 级别自动驾驶级别标准(SAE J3016)。 2021 年 4 月,为满足驾驶辅助和主动安全功能越来越丰富的情况,对“驾驶员辅助系统” 和“自动驾驶系统”加以区分,Level 0-2 级别的命名将改为“驾驶员辅助系统”,主要提供 安全警示、车道
14、维持辅助、自适应巡航控制等功能,仍需要驾驶者不断监控行车状态,并 控制车辆。Level 3-5 级别被称为“自动驾驶系统”,根据系统开启的条件、是否需要驾 驶者临时接管进行了等级划分,在系统开启后,车辆的操控工作将由自动驾驶系统完成。为规范国内自动驾驶的标准,由工信部提出、全国汽车标准化技术委员会归口的 GB/T 40429-2021汽车驾驶自动化分级推荐性国家标准于 2021 年 8 月发布,并从 2022 年 3 月 1 日正式开始实施。0-2 级驾驶自动化被称为驾驶辅助,目标和事件探测与响应、 动态驾驶任务后援仍包括驾驶员。3 级以上的驾驶自动化被称为自动驾驶,可由系统进行 车辆运动控制
15、,并对目标和事件具有探测和响应的能力,5 级驾驶自动化为完全自动驾驶。3.2.感知层、决策层、执行层共同发展,算力需求大幅提升智能驾驶包括多种功能,其产业链涵盖感知、决策、执行等环节,需要汽车、电子、信息 通信、互联网、交通管理等多行业的合作与转型升级。产业链庞大且复杂,主要包括: 感知层:感知层基础为传感器,不同等级的自动驾驶对于传感器的数量、精度要求也不同, 随着等级的增加,呈指数增长。 决策层:智能驾驶汽车推动电子电气架构从分布到集中,域控制器、多域控制器替代ECU, 引入高算力 AI 芯片。 执行层:自动驾驶需要解耦人与车的机械连接,线控制动、线控转向是执行端的核心。智能驾驶功能实现的
16、基础来自感知层,以摄像头和雷达为主。摄像头雷达分为前视、侧视、 后视和内置四种类型,雷达分为毫米波雷达、激光雷达以及超声波雷达等。多种传感器融 合可满足各种复杂路况,同时保证汽车软件系统冗余,传感器采集的数据融合提供给决策 层计算单元进行算法处理。智能驾驶传感器解决方案分为视觉主导与激光雷达主导方案。 视觉主导方案:摄像头为主,搭配毫米波雷达,使用先进的计算机视觉算法实现全自动驾 驶,摄像头获取的视频数据与人眼感知的真实世界最为相似,接近人类驾驶的形态,并且 摄像头相较于激光雷达成本更低。 激光雷达主导方案:激光雷达为主,同时搭载毫米波雷达、超声波传感器和摄像头,监测 的距离更长、精度更高、响
17、应更快,受环境影响较小,对例如物体大小、移动速度的计算 有着非常优异的表现,但成本相对较高。智能驾驶决策层算力需求提升,芯片成为智能驾驶核心。智能驾驶决策层包括芯片、域控 制器、软件等,随着电子电气架构的发展,自动驾驶级别提升以及功能应用的丰富,智能 汽车对算力的需求逐渐提高。自动驾驶每提升一个等级,算力要求将提升十倍以上,根据 亿欧智库报告,L3 需要的 AI 计算力达到 20TOPS,L4 需要的 AI 计算力接近 400TOPS, L5 需要的 AI 计算力要求更为严苛,达到 4000+TOPS。 自动驾驶芯片演进路线大致可分为:CPUGPUFPGAASIC。在自动驾驶算法尚未 成熟固定
18、之前,CPU+GPU+ASIC 的结合架构会是主流方案。自动驾驶算法完全成熟之 后,定制批量生产的低功耗低成本的专用自动驾驶 AI 芯片(ASIC)将逐渐取代高功耗的 GPU,CPU+ASIC 架构将成为主流。3.3. 技术成熟叠加政策护航,高阶自动驾驶逐渐放量当前自动驾驶正处在 L2 向 L3 级别跨越发展的关键阶段。其中,L2 级的 ADAS(高级驾 驶辅助系统)是实现高等级自动驾驶的基础,从全球车企自动驾驶量产时间表可以看到, 2020 年是 L3 级别自动驾驶车型量产年。国家政策不断出台鼓励智能驾驶行业健康发展。2015 年中国制造 2025政策出台后, 我国先后制定了一系列推动智能网
19、联汽车发展的政策。政策涉及面包括零部件到整车、产 业生态到法规监管、基础设施到跨界融合等。政策的频频出台展现了我国对于智能驾驶行 业及相关企业的重视和支持,为我国智能驾驶相关产业的发展提供了良好的政策支持和相 关保障,也有助于整体汽车行业智能化的转型升级。单车智能快速渗透,车路协同作为补充。单车智能主要依靠车辆自身进行环境感知、计算 决策和控制执行。车路协同是在现有单车智能的基础之上,通过车联网将“人-车-路-云”等交通参与要素有机地联系在一起,拓展和助力单车智能。由于单车智能在环境感知、计 算决策和控制执行等多环节存在一定技术瓶颈,在目标预测、驾驶意图“博弈”等方面仍 存在困难,在应用过程中
20、会出现失效的问题。因此,车路协同的引入是重要补充,车路协 同的路侧智能代替部分车侧智能,协同感知与决策,提供高精度地图和高精度定位,依靠 路侧感知设备进行边缘计算,单车成本与边际成本低。4.国内汽车电子市场规模冲击万亿,座舱、智驾市场高速发展我国汽车市场的发展模式已经从体量高速增长期转向结构转型升级期。汽车电子作为汽车 产业中重要的基础支撑,在政策驱动、技术引领、环保助推以及消费牵引的共同作用下, 行业整体呈高速增长态势。 伴随汽车电子单车成本的增加,其在整车成本中的占比持续提升。以乘用车为例,根据赛迪智库数据,乘用车汽车电子成本在整车成本中占比由上世纪 70 年代的 3%已增至 2015 年
21、的 40%左右,预计 2025 年有望达到 60%。随着汽车电子化水平的日益提高、单车汽 车电子成本的提升,汽车电子市场规模迅速攀升。我们预计 2022 年全球汽车电子市场规 模约为 21399 亿元,我国汽车电子市场规模达 9783 亿元。4.1. 渗透率快速提升,2025 年国内智能座舱市场规模超千亿元目前中国市场座舱智能配置水平的新车渗透率约为 53.3%,根据 IHS 数据,从 2020 年 开始,中国市场智能座舱新车渗透率就将高于全球市场的渗透率,2025 年中国市场智能 座舱新车渗透率预计可以超过 75%,而全球市场的渗透率为 59.4%。智能座舱单车价值较传统座舱产品提升约 3-6 倍。传统的座舱产品主要包括机械式仪表 盘、带导航、音乐播放、车体控制等基础功能的车载信息娱乐中控系统,整体价格基本上 控制在 2000 元以内。而智能座舱产品更为多元化,除了提供丰富的车载信息和娱乐功能 之外,融入多项人机交互功能,以其典型的配套产品为例,整体价格提升至 680
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