汽车域控制器行业市场前景及投资研究报告:呼之欲出_第1页
汽车域控制器行业市场前景及投资研究报告:呼之欲出_第2页
汽车域控制器行业市场前景及投资研究报告:呼之欲出_第3页
汽车域控制器行业市场前景及投资研究报告:呼之欲出_第4页
汽车域控制器行业市场前景及投资研究报告:呼之欲出_第5页
已阅读5页,还剩65页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

证券研究报告电子深度研究汽车电子系列汽车域控制器行业深度:变局将至,呼之“域”出2022年11月25日导读:我们的观点有哪些不同?第一章围绕汽车电子电器架构的变革,探讨在大家所熟知的博世提出的EEA架构变革的理论框架之上,目前产业内是如何实践和演进的,目前的进展和未来的终局形态如何?我们提出,EE架构从分布式走向域集中是确定趋势,中央计算+区控制器是行业最终方向,在未来3-10年内将分步落地,但这是一个循序渐进的过程,需要多种关键软硬件技术作为支撑,并综合考虑成本和安全。第二章我们围绕什么是域控制器进行探讨,DCU与ECU有哪些不同?这个市场的规模和增速如何?我们提出,域控制器并非ECU的简单升级,对于高算力芯片、软件适配及虚拟化能力、通信以及集成工艺均提出了更高要求,未来智驾及智舱域控或均将创造千亿市场。第三章主要是对于域控制器上下游产业链合作模式的梳理,芯片厂、Tier

1、主机厂分别扮演什么样的角色?他们各自的护城河又是什么?我们认为,上游芯片厂、中游Tier

1集成商以及下游主机厂将长期处于竞合关系,共同推动域控生态成熟,其中芯片的算力和性能、功能安全、软件和虚拟化平台等均成为关键支撑技术。第四章通过对于域控制器的成本拆解,我们展开探讨了SoC、MCU、存储芯片等上游产业链的行业变化,并在第五章对于各个环节的国产厂商和格局情况进一步展开。我们认为,对于域控产业链各板块中,车载SoC/MCU、汽车Tier

1/集成商、汽车软件均为具有壁垒和成长性的细分赛道,同时国产化的进程值得期待,推荐布局细分行业优质上市公司。建议关注:车载SoC/MCU/存储芯片(晶晨股份、瑞芯微、兆易创新、北京君正、地平线)、汽车Tier

1/汽车软件(德赛西威、经纬恒润、中科创达)、其他1

(立讯精密、天准科技、闻泰科技、和而泰)目

录1行业概述:汽车电子电气架构从分布式向域集中/域融合演进关键基石:域控制器应运而生,千亿市场爆发在即行业生态:各环节持续竞合,生态逐渐成熟2345产业链:各环节迎需求增量,正当时推荐标的与投资建议2EEA概览:汽车电子电气架构,软件、硬件和通讯方式有机结合EEA是遍布全车的“网络”。EEA(Electrical/Electronic

Architecture)汽车电子电气架构,是集合汽车的电子电气系统、ECU、各类传感器、线束、连接器、电子电气分配系统等设计为一体的整车电子电气解决方案。EEA的概念由Tier

1德尔福率先提出,用于指代汽车系统中功能、部件元素的基本结构,反映车内通讯、电气以及逻辑(功能)关系。从构成上看,EEA既包括传感器(感知车内外信息)、控制器、执行器、线束(用于电气通讯)等硬件,又包含控制硬件以实现相应功能的软件算法(应用算法、中间件、系统内核),以及负责传递信号的通讯方式(主要包括CAN线、网等)。图表:EEA是遍布汽车全身的网络图表:汽车内部功能实现的工作流程以及相关部件资料:,中信建投资料:博世,中信建投3EEA发展:电气化是基础,智能化是需求,整车架构迎来全面革新整车电气化持续提升,为单车可控性及集成化提升打下扎实基础。从早期大灯、收音机等简单电器的装车,再到EBS、ESP等电子系统功能精进,演化到电动车时代下“电机+电控+电池”

三电系统颠覆原有燃油动力源,电气信号逐步替代机械传动成为车内主要信息传导媒介,为以芯片、电路为基础的控制系统进行全车功能掌控打下扎实基础。智能时代单车功能精进,整车架构需有进一步革新。传统汽车架构下,增加功能需同时配备对应ECU及线束,易造成整车电子架构的臃肿,目前单台高端乘用车的ECU数量已破百且线束长度逾2km,而数目、品种杂多的ECU也不利于系统功能的协同优化,整车扩展性差,软件开发和迭代成本高。在智能时代之下传统单个处理器亦难以负荷激光等高性能部件,以及自动驾驶等高阶功能对于多汽车部件协同的要求。图表:智能汽车上ECU数量较传统燃油车有数倍提升(单位:颗)图表:智能化水平提升一般对应着车身上传感器数量要求30015070普通燃油车豪华燃油车智能汽车资料:中国市场学会汽车营销专家委员会,中信建投资料:Yole,中信建投4EEA发展:架构逐渐从“分布”到“集中”演进,域集中已成现阶段热点架构演进路径图中,集中化为未来核心方向。参考Tier

1博世的规划,智能汽车EEA发展可划分为分布式、域集中及车云计算三大阶段,其核心逻辑是将汽车控制功能逐步由数目繁多的分散控制器收拢于个别中心处理器。分布式架构由众多ECU分别控制管理特定功能,而域集中阶段由数个域控制器统筹特定功能类别,车云阶段则以单一完备的中央计算机叠加云端支持,完全把控整车的全部功能实现。DCU/HPC的出现以及统一基础软件平台,是两个标志性的节点,车厂实现路径各有不同。基于对博世这套路线的基本共识,车企与全球领先供应商根据自身技术规划、车型平台和内部能力等制定适合自己的方案,以至于目前几乎没有两家车企在架构上完全相同。图表:博世对汽车EE架构的发展阶段划分(过去)分布式架构:众多ECU分别控制管理特定功能现有车型探索(现在)域集中向域融合发展:由数个域控制器统筹特定功能类别(未来)车云阶段:以单一完备的中央计算机叠加云端支持,把控整车功能资料:中汽研,博世,中信建投5演进路径:Domain方案先落地,中央计算机+区控制器(全Zonal)为终极方案英飞凌提出,中央计算机+区控制器(全Zonal)为终极方案,需要十年左右时间完成。全Zonal架构就是由中央电脑和几个控制器完成,其中,中央大脑主要负责上层复杂的数据处理和计算,几个区域控制器主要承担的功能是网关,配电,数据采集,负载控制。实现全Zonal的架构大概需要十年左右的时间。过渡期会产生域集中(Domian架构)、以及不同程度的融合式域架构。在未来1-2年一些新的车型上会落地量产的是Domain架构,把相关和相近功能ECU整合在一起,所有高端的算法上移到Domain控制器负责相关区域协调和控制,但没有办法解决线束的问题。融合式架构会采取就近式的原则,提升硬件的复用性,并进一步减少线束和ECU。图表:英飞凌EE架构演进路线资料:英飞凌,中信建投演进路径:基于功能的域控制器架构将逐步演进至基于空间的区控制器架构基于功能的域控制器架构(Domain):受博世等传统Tier

1厂商推动,按照车辆功能进行归类划分。其中博世经典的5域方案是将整车架构拆分成动力域、底盘域、智能座舱域、智能驾驶域和车身域五大板块,现阶段大陆、等主流Tier

1均主要延续该思路,具体功能归类方式及区域数量上有部分差异。基于空间/位置的区控制器架构(Zonal):以特斯拉Model

3为代表案例,按车身物理布局进行区控制器的划分并引入中央计算机。特斯拉将车辆划分为左、右、前身三个区域,单个区域内布置域控制器以实现域内控制,再统一连接至中央电脑受统筹管理,此外中央计算机还直接驱动自动驾驶、智能座舱等高阶功能。图表:博世方案下基于功能划分的整车电子电气架构图表:特斯拉Model

3方案下基于空间划分的整车电子电气架构左车身域前车身域座舱域智能驾驶域车身域动力域右车身域底盘域高阶计算层功能域1域控制器功能域2中央计算机区控制器

区控制器计算层通用控制层计算层通用控制层域控制器简单计算通用控制层感知器执行器感知器执行器感知器执行器感知器执行器感知层执行层感知层执行层感知层执行层7资料:博世,特斯拉,佐思汽研,九章智驾,中信建投①经典功能域:五大域协同,智能驾驶域和座舱域是智能汽车时代的新定义动力、车身、底盘域实现基本行车功能与简单部件控制。其中,动力域负责动力总成管理为汽车提供行进动力,以新能源汽车为例包括电池、电控与电机以及对应智能控制单元;底盘域主要与汽车行驶状态控制相关,由传动、行驶、转向和制动系统共同构成;车身域实现车载电子设备的统筹,如车灯、车窗雨刮器、空调、后视镜等部件。智能驾驶及智能座舱域是智能汽车的主要新增点。智驾及智舱功能是汽车智能化的最直接表征,其中智能驾驶域包括传感器和决策核心(芯片等),负责自动驾驶/辅助驾驶以及主动安全功能的感知与决策,并以此控制底盘等其他执行部件实现相应操控动作。而智能座舱则主要服务于提升车内人员的乘驾体验,主导人机交互、信息显示、座椅调整等功能。图表:经典功能域方案下各域的核心构成动力总成域底盘域智能驾驶域摄像头电机电控悬挂转向气囊制动激光电源电机控制计算平台OBC减速器电驱桥胎压监测电子停车车内传感毫米波GPS加热器整车控制器车身智能座舱域IVI中控HUD车灯后视镜车顶空调雨刮器智能门无钥匙启动娱乐系统资料:未来智库,中信建投8动力域:系车辆运行的动力,以电驱系统为轴集合VCU及BCU功能上,动力域主要负责为行车提供动力源。以新能源汽车为主,其动力域主导引擎及变速器管理、电池管理、热管理、交流发电机调节等功能,可为多重动力系统单元进行扭矩分配优化,以及通过驾驶策略预判实现节能等额外目的。图表:动力域架构及功能示意图构成上,动力域以电驱动系统为轴,并整合VCU及BCU。新能源汽车驱动系统已经历独立模块、三合一及多合一集成等多个发展阶段,动力域方案则是在六合一(电机、变速器、电

DC/DC

、OBC、PDU)基础上进一步

VCU

、BUS

如BMS)等,实现机械部件和功率部件的深度融合。动力域资料:清华大学苏州汽车研究院,中信建投9底盘域:掌控汽车运动状态和位姿,线控底盘是其中的主体部件功能上,底盘域负责汽车运动状态控制。包括转向、制动、换挡、油门等基础驾驶功能,此外还可服务于不同场景下车身姿态控制以及提升驾驶员行车体验,例如变化底盘高度、调整俯仰角度、矫正侧倾和反馈调整汽车驾驶的呼吸感等。构成上,底盘域以线控底盘为关键基石。为贴合汽车智能化发展需求,底盘域是在高实时性、安全性、准确性的方向下对车辆行驶执行端的相应改造,融合了传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统。而线控底盘是底盘域的主体部件,其以电信号替代传统底盘所采用的机械、液压、气动等传导形式,具备响应速度快、控制精度高、减少部件磨损等优势。图表:面向智能汽车的底盘域架构资料:《汽车底盘线控与动力学域控制技术》,中信建投10车身电子域:负责车身零散的用电设备控制,功能相对简单车身域负责集中与融合车身用电设备控制。为解决车上用电设备过多导致的复杂线束问题,业内已初步推行BCM(车身控制器)对内/外部车灯、雨刮、车窗、车门等部件控制进行整合,而车身域则在BCM基础上对车身节点做了进一步功能和零部件的大集成,优化线束结构并将控制核心集中于单一高性能的MCU,且额外整合了胎压监测、PEPS、网关等更丰富功能。因控制功能相对简单,车身域或在发展中逐渐并入其他域的模块当中。车身域涉及节点功能简单,目前行业动向已渐显出与其他域进行融合的迹象,以长城汽车的相关架构变动为例,其原有智能汽车三代架构将整车划分为车身控制、动力底盘、智能座舱、智能驾驶4域,用电设备控制被分散至各个域中,而四代架构(22年Q3推出)则进一步精简为中央计算、智能座舱、高级自动驾驶平台三大核心。图表:车身上用电设备复杂致使电路复杂图表:车身域的域控制器与传统BCM(车身控制器)功能结构相近电源基础芯片车门模块CAN接口LIN接口车窗模块天窗模块雨刮器模块高频接收芯片MCU低频驱动芯片开关检测开关信号PEPS/TPMS高边驱动低边驱动Hi桥芯片多通道开关检测芯片资料:电子发烧友,中信建投资料:华南汽车,中信建投11智能驾驶域:智能汽车明珠,主控芯片是域控制器决策层核心智能驾驶域是汽车智能功能的实现基石。实现自动驾驶功能需感应、决策、执行三类功能层层递进,其中感知层及决策层归属于自动驾域,由

、摄像头等传感器完成环境信息集合后传输至由“算法软件+芯片硬件”构成的决策层实现信息处理及运算,并通过底盘系统如转向、制动等的功能实现。网/CAN等通讯方式实现指令的跨域传输,控制车身、搭载高算力芯片的域控制器是智能驾驶域决策层核心。一方面,自动驾驶所需的由车载摄像头、激光等传感器提供数据量相比传统汽车功能有量级提升,另一方面因行车安全性要求需处理核心在短时间内(毫秒级别)完成运算及决策,尤其是高阶自动驾驶需仰赖于高算力芯片实现快速响应并主导功能实现。图表:智能驾驶域架构及功能示意图图表:典型自动驾驶传感器方案下的数据产生速率单位数据产生速率数量总数据((MB/S)(MB/S)0.741.50.063\CAN/网摄像头激光毫米波总计9186.61.50.58.6灯光激光油门ECU刹车ECU转向ECU摄像头毫米波毫米波组合惯导智能驾驶域控制器底盘VCU资料:智能传感专委会,中信建投图表:不同级别辅助驾驶对于芯片算力的需求(Tops)防抱死ECU2000轮速计里程计4000+L5安全冗余控制器320智能驾驶域<1L12240L2L3L4资料:天准科技,中信建投资料:地平线,中信建投12智能座舱域:乘驾感知的主要升级领域,一芯多屏方向下衍生对高算力芯片需求座舱域负责提供丰富乘驾感知及人机交互体验。域内融合了中控仪表、娱乐屏、HUD、座椅、摄像头、麦克风等多元硬件,主导人机互动、驾驶辅助信息供应及车内娱乐等应用,座舱域系智能座舱功能的实现载体。域内功能仰赖芯片底座支持,存在多芯向高性能单芯方案转向的趋势。以显示屏为例,传统方案中仪表盘、娱乐屏、中控屏因运行系统差异(QNX、Android或Linux)而分别采用独立芯片,伴随着屏幕间交互频次增多以及功能复杂化,逐步暴露跨芯信号延迟、系统割裂和冗杂问题,因此以单个芯片统筹多屏成主流趋势。图表:伟世通一芯多屏域控制器方案图表:智能座舱域架构及功能示意图资料:伟世通,中信建投资料:东软集团,中信建投13域间联动:各个功能域之间存在密切通讯与协作关系智能座舱域负责提升乘驾体验动力域提供车辆动力车身信息如电池状态反馈给座舱通过屏幕显示底盘域根据动力域供能完成车身运动状态控制智舱域与智驾域之间有密切信息通讯智能驾驶域主导AD功能底盘域接收其他域讯息进行车辆控制CAN/网智驾域完成感知和处理工作后,由底盘域负责AD

作执行激光摄像头毫米波毫米波组合惯导智能驾驶域控制器安全冗余控制器14:清华大学苏州汽车研究院,天准科技,

《汽车底盘线控与动力学域控制技术》

,东软集团,中信建投资料②基于功能的域融合:

“智驾+智舱”

、“底盘+车身+动力”经典功能域基础上业界玩家仍积极试点多域融合,“智驾+智舱”

、“底盘+车身+动力”两类进阶方案获青睐。根据功能相关性思路进一步归类功能以形成更大的“域”,以实现功能协同性及系统简约化的持续提升。图表:多域融合方案的发展路径和已有探索域融合方式布局特点已有方案主机厂:上汽零束采用舱驾融合HPC与中央控制

HPC,配置四个区域控制器形成双域融合架构使用单一计算平台(芯片)同时统筹智驾和智舱两域功能智能驾驶域+智能座舱域Tier1:博世、创时智驾、中科创达等均计划推出舱驾合一方案主机厂:大众、广汽、理想、极氪等经典三域融合架构,由整车中央控制域、智能座舱和智能驾驶域三域组成车身、动力、底盘域融合成一个整车中央控制域底盘域+车身域+动力域Tier1:大陆、采埃孚、安波福等已有产品部署主机厂:吉利旗下亿咖通与百度APOLLO联合打造的吉利汽车OS将座舱智能域与整车控制域融合打通,实现人车交互、全车智控、边缘AI,开放生态等四大功能车身域功能相对简单,融合入座舱域座舱域+车身域Tier1:博泰车联网基于高通8295芯片布局座舱域和车身域融合底盘域及智能驾驶域可协同完成自动驾驶功能从感知、运算到执行的全流程主机厂:蔚来推出跨域融合的底盘域控制器ICC,

将智能驾驶域控制器和底盘域控制器ICC所负责的系统相互结合底盘域+智能驾驶域资料:佐思汽研,车东西,中信建投15舱驾融合:传感器等硬件复用性高,融合可实现集成降本及高效通信智舱域及智驾域功能实现均需车外传感器的支持,两域融合有助于推进传感器复用。激光、摄像头对于自动驾驶的意义不言而喻,而智能座舱的部分功能亦需要环境信息采集进而反馈辅助驾驶操作。两域均搭载高算力芯片,域融合有利于算力复用以及信息高效传导。一方面,目前部分自动驾驶芯片缺乏图像处理能力,因此需座舱SoC(集成有GPU)辅助图像渲染拼接后再供给自动驾驶芯片。另一方面L5以下的自动驾驶功能仍需驾驶员在特定条件下接管车辆控制,座舱内的DMS可协助判断驾驶员状态。高通、英伟达芯片相关方案即将面世,预计双域融合将在2024年前后实现铺开。英伟达凭借在GPU领域深厚底蕴目前主攻自动驾驶,其最新一代Orin芯片(预计22年H2量产)还将功能拓展至数字仪表盘、车载娱乐系统以及乘员交互AI等车内智能功能,实现一芯四用。高通在后续推出的8795芯片上,同样可兼顾支持座舱和自动驾驶的计算要求,预计最快2024年实现量产。图表:智能座舱域功能延展图表:英伟达ORIN芯片方案将同时支持自动驾驶及座舱功能ADS系统舱内监测驾驶功能座舱功能车道/行人/车辆/障碍物信息驾驶员状态V2X

OTA高精定位系统智能座舱显示单元导航数据/车辆位置数据车间通讯/OTA/车路通讯流媒体后视镜车身信息侧/后方来车信息车速/里程/汽车状态16资料:焉知自动驾驶,中信建投资料:九章智驾,中信建投舱驾两域功能分布猜想:“舱泊一体”和“行泊一体”两种方案或将同时存在舱泊一体:将低速泊车功能融合到座舱,可以复用座舱域多余算力满足一些基本泊车功能的应用需求,如360环视和自动泊车辅助APA等基础泊车功能,并更好地去做泊车场景下的人机交互设计,但舱泊一体方案会涉及到开发协调沟通成本高、功能安全要求和迭代速度不匹配等问题;行泊一体:将泊车和行车两套系统进行融合,一方面可以实现传感器和算力共用,可以提升开发效率,并通过软硬件解耦能够更好地支持功能的OTA升级。3-5年内“舱泊一体”和“行泊一体”两种方案会一段时间同时存在。3-5年内,AVM和APA基本将成为标配,而中低配车型从成本优化角度考虑,可能不会搭载大算力的域控平台,而是把比较实用的基础泊车功能融合到座舱;中高配车型要搭载更高等级的泊车功能,比如HPA、AVP等,对功能安全等级的要求更高,具备中大算力域控制器平台,会选择采用行泊一体方案。图表:Tier

1集成有低速ADAS功能的座舱域方案(舱泊一体)图表:国内主流的行泊一体方案集成或支持的ADAS功行泊一体域控制器

主控芯片

安全等级

搭载车型

量产时间厂商座舱域量产时间能德赛西威IPU02IPU03IPU04TDA4XavierQrinASILC吉利星越

2020Q4伟世通SmartCore2018DMS、360环视等ASILD

小鹏P7/P

5

2020Q2驾驶员和乘员监控(DOMS)、360环视等博世电装Autosee2.020222020ASILD理想L92022Q22022Q2-福瑞泰克

ADC20

TDA4+J3

ASILD---lntelligent-cockpit驾驶员监控、360环视ADC25ADC30--ASILDASILD等2023ASILB(D知行科技

IDC

MID--2022TurboxAuto4.5前视ADAS、DMS和自)中科创达诺博科技20212021动总车功能等行泊一体东软睿驰

域控制器升级款TDA4ASILB-2iN9.0360环视、DMS等17资料:九章智驾,中信建投底盘+动力+车身:汽车基本功能载体的融合,实现行车功能的高效协同与整车行车控制功能直接相关,车身、底盘、动力三域可整合为VDC。三者均为基础行车功能的实现载体,在安全性、实时性要求方面相近,具备融合优势(一般而言,自动驾驶功能复杂度更高,但实时性要求低于车控领域)。目前如理想等相关玩家已陆续推出三域融合方案。图表:三域架构,整车控制域内包含车身、底盘、动力功能、更进一步?进阶的域间融合则需考虑实现成本及效用权衡。迅速推进更多域间的融合并非百利无害,因不同域间供应链体系存在差异,产品存在特质化要求,且过度集成将会带来因功能、组件复杂导致的可靠性和成本问题。因此短期内多域资料:,中信建投融合以及中央计算机架构的发展仍需试错与验证。图表:三域融合产品已陆续被主机厂采用车企大众理想时间20202022三域融合产品型号车型ID家族L9E3LEEA20长辅2022GEEP

4.0全新电动/混动平台,并陆续扩

展到全系车型广汽上汽一汽红旗沃尔沃长安20232021202320222022星灵架构零束全核1.0FEEA3.0SPA2埃安高端车型智己、飞凡红旗EV-ConceptXC90电动版CIA20长安深蓝EPA1平台全系18资料:佐思汽研,中信建投③基于空间的域融合:中央计算模块统筹,前、左、右三大区域分布控制中央计算机统筹,前左右三域负责供电与执行。特斯拉Model

3中央计算机整合了信息娱乐系统、辅助驾驶,以及内外部通讯连接功能;前车身域、左和右车身域则负责对应区域内的供电分配及控制运转,例如前车身域控制ESP、EPS等功能外还负责前车灯、雨刮器等简单部件。但需注意,Model

3

仍距离真正的中央计算架构有一定距离。基于技术成熟度和成本考虑,其通讯架构依然以CAN总线为主;而中央计算机尚未完成操作系统融合,各自间实际上仍是独立完成功能,仅硬件形式上将影音娱乐的MCU(Media

Control

Unit)、智能驾驶FSD对应域控以及车内外网联模块封装在一个控制器中(液冷系统冷却)。图表:特斯拉Model

3架构图(简化)CCM中央计算机左前座椅仪表盘电左后座椅前门自动驾驶智能座舱前后摄像头毫米波中控仪表盘娱乐屏互联通讯气控制方向盘脚灯左车身控制器尾灯网络模块右前座椅供电功能空调右车身控制器电气控制右后座椅前门高位尾刹灯前车身控制器冷却液泵ESPEPS车头灯控制功能五通阀换热器机油泵雨刮器后油机泵超声波尾灯i-booster冷媒温度传感器底盘三电系统19资料:CSDN,特斯拉,中信建投④

“中央计算+区控制器”将成为最终的发展方向Zonal

EEA架构可以理解为“中央计算+区控制器”,预计5-10年间成为行业主流。Zonal

EEA由几个关键部分组成:车载中央计算机(VCC,Vehicle

Central

Computer),区控制器(ZCU,Zonal

ECU),环形链接的网TSN组成的主干网,CAN/LIN/10BaseT1s区内网,电源及配电(双电源冗余供电,区域内智能分级供电)。Zonal

EEA

的架构特点包括:硬件上,通过ECU的集成来降低控制器成本;软件上,使用AdaptiveAUTOSAR和Classic

AUTOSAR的SOA架构,实现便捷的软件迭代和功能的可拓展性;线束上,最大程度减少线束长度,降低线束设计复杂度,减重降本,提高产线自动化,并腾出更多空间用于后续升级迭代。图表:典型中央计算+区控制器架构TSN骨干网通信拓扑10BaseT1s/CANFD/LIN等区域内通信拓扑电源拓扑资料:汽标委,均联智行,中信建投20附:英飞凌区域控制器系统框图DCU/ZCU主要充当网关、交换机和智能接线盒的角色,提供并分配数据和电力,并实现车辆特定区域的功能。中间的MCU作为主控单元,外围电子元器件,实现包括电源、通讯、驱动部分的复杂功能:通过电子元器件实现过压,过流,短路,过温的诊断并形成自动保护机制;针对多电机负载驱动的应用场景搭载多路半桥驱动芯片;集成电源、CAN/LIN多路通信接口图表:区域控制器系统框图21资料:英飞凌,中信建投⑤长期展望:车云架构仍待探索,中短期难以商业落地车云计算是EEA的终极形态,但中短期内尚难商用落地。在该方案下车端计算机负责车内实时性处理,或仅保留单个中央计算平台而完全取消控制型ECU或DCU,同时辅助以云端计算协助如自动驾驶等高级别功能运算及云端功能升级。车云架构的实现基础是车端硬件的完美集成,以及云端高算力发展及通讯速率的提升,商用落地仍需长期攻关。图表:车云架构功能分层示意图图表:典型的中央+车云协同计算架构计算补充云端车内实时处理车内中央计算机感知器执行器感知器执行器感知层执行层资料:佐思汽研,中信建投22产业发展仍需循序渐进,具体实施方式尚待产业链共同验证值得注意的是,域融合也会带来不同的问题,产业的发展需循序渐进。对于域集中和域融合的发展趋势,行业的观点较为一致,但产业的落地实施却相对脱节,尚无规模的成功案例,具体的实施方式尚需进一步实施验证。域内各ECU需求差别明显,无限的融合必然导致综合要求提高,相应的器件供应商也需要重新设计系统分布,协作及知识产权保护,以及安全隔离需求导致成本提高,问题复杂化。域集中和域融合是一个循序渐进的过程,域融合不是目的,是手段。产业将综合考虑供应商协作成本、安全性要求、系统风险、集成成本等问题,进行共同验证和推进。图表:电子电气架构从分布式走向域集中、域融合域集中(下一代

~2021-2025)中央集中、带状化未来(长期)分布式(已实现)DCU/ZCU中央网关ECU独立软件平台,有限的硬件抽象层单一软件平台,完整的硬件抽象层••••4-5个高性能DCUs多个传感器、执行器ECUs每个区域一个CAN总线••••高性能计算机集群多个传感器、执行器ECUs每个区域一个CAN总线••80-100

ECUs多个CAN,LIN,网,Flexray,MOST技术一个网主干1个网主干资料:北斗星通,罗兰贝格,中信建投23目

录1行业概述:汽车电子电气架构从分布式向域集中/域融合演进关键基石:域控制器应运而生,千亿市场爆发在即行业生态:各环节持续竞合,生态逐渐成熟2345产业链:各环节迎需求增量,正当时推荐标的与投资建议24域控制器:域控时代的硬件载体,具备高算力及并行处理能力域控制器通过高算力芯片、系统软件进行功能集成。域集中架构之下,低性能ECU已难以应对高阶智能化功能要求,域控制器应运而生。域控制器其实与传统ECU在硬件组成上基本相同,都包含芯片、电源、主板、I/O接口等,相较于功能简单的ECU,域控制器进一步通过高算力芯片、系统软件进行功能模块集成,,因而域控制器常被视为汽车运算决策中心,其多功能模块的实现主要依赖于主控芯片强大的算力及并行处理能力,以及软件操作系统、中间件和应用算法等软件架构与硬件性能的有机结合。图表:不同域控制器的基本特质概览图表:ECU及DCU内部架构及功能示意图类型芯片性能运算能力操作系统功能安全等级模拟信号数字信号电源符合CPAutoSAR动力域控制器32位MCU

~15kDMIPS32位MCU

~15kDMIPS32位MCU

<10kDMIPSASIL-C/D标准符合CPAutoSARA/D输入处理电源电路底盘城控制器车身域控制器座舱域控制器ASIL-DASIL-B/CASIL-B/C标准MCU

SoC符合CPAutoSAR标准输出处理高性能40-Android或QNX或WindowsECU、DCUMCU/SoC

200kDMIPS指示器电机离合、变速等智能驾驶域控制器

高性能SoC

20-1000Tops

QNX或LinuxASL-D资料:盖世汽车研究院,ARM,中信建投资料:发动机技术,中信建投25附:ADAS域控制器结构框图域控制器主控芯片:是域控制器中的核心器件,目前多采用多核异构的SoC芯片,由AI单元、计算单元、控制单元三部分构成,向“CPU+XPU”异构升级。采用多核异构域控制器方案,兼容多接口和算力要求。软件操作系统及中间件:广义而言包括系统内核、基础软件和中间件,主要负责对硬件资源的合理调配,以保证各项智能化功能有序进行。复杂的嵌入式软件是发展方向。应用算法:基于操作系统之上独立开发的软件程序,是各汽车品牌差异化竞争的焦点。图表:智能汽车域控制器结构(以ADAS为例)应用软件算法软件应用算法软件中间件组件(AUTOSAR、ROS、分布式通信、管理平衡、数据平衡等)操作系统内核(Linux、QNX、Vxworks、RTOS)中间件系统软件HypervisorBSP驱动软件多核异构分布架构(DCU等域控制器)硬件平台芯片计算单元-CPUAI单元-GPU/FPGA/ASIC…控制单元-CPUGMSL/CSL、ETH、CANGMSL/CSL、ETH、CAN4G、5G、LTECAN、Flexray外围硬件摄像头、(激光、毫米波)、V2X(云、地图等)动力、底盘控制等GPS惯导等传感器车辆平台26资料:盖世汽车,中信建投域控制器:高性能要求对应集成工艺提升,域控相较ECU面临更高集成难度高性能域控需要更高的器件集成工艺难度。以当下算力最高的智能驾驶域控为例,其与传统ECU之间的差异可类比服务器和笔记本电脑的性能比较。而域控性能巨幅提升的背面是十倍增长的单片器件数目和PIN/焊点数,4倍的PCB层数以及10倍以上的EMC(电磁兼容性)抗干扰要求,以及由此引发的功耗、散热、电磁稳定性及生产良率的挑战。图表:传统ECU与自动驾驶等搭载大算力计算平台的DCU之间的比较27资料:长城汽车,盖世汽车,中信建投智驾及智舱域控先行,供需双端驱动赛道高景气智能域控单价最高,且是现有落地最快的细分品类智能化已成购车关键考量,且为车企带来增量收入图表:需求端,智能功能已成为消费者购车决策重要一环图表:功能域方案下各类域控的现时单价(估)(单位:元)智驾、智舱域控供需双端高景气智驾、智舱域性能要求更高且对应功能直接触及消费者感知,经济附加值高、市场热度高。底盘、动力域与行车安全性直接关联,升级改造阻力较大,或直接过渡到区域控制器阶段。10000内在原因40003000300030002000图表:以特斯拉AP

3为例拆解高阶智驾域控,SoC占40%硬件成本图表:供给端,特斯拉软件收费服务开创车企营收新增长点供电解串行

1%4%自动辅助驾驶OTA升级高级车联网其他硬件材料,如接插件、PCB等34%特斯拉定义其自身自动驾驶仅为L2级水平<动力性能加速>为双引擎版本model3用户提供加速升级,收费2000美元<高级连接服务>享受在线影院、卡拉OK等,每月9.99美元GPS模块4%<FSD>完全自动驾驶服务,国内用户需花费6.4万元开通但参考其功能领先性及成本(约8500元)实际可近似为更高阶级域控MCU(外挂)3%<智能召唤>主控SOC40%召唤停在60m以内的车辆,绕过障碍物导航到用户身边。需在FSD基础上新增1000美元FLASH2%LPDDR43%资料:特斯拉,佐思汽研,中信建投资料:麦肯锡,特斯拉,中信建投28国内市场:至2030年智驾及智舱域控或均将创造千亿市场,CAGR~50%现有渗透率智驾及智舱域控两个千亿市场预备,2023或正式成为爆发元年智能驾驶域控:参考我国交强险数据,2021年L2渗透率约20%,但其中智能驾驶域控实际出货量仅53万台(高工智能汽车)。智能座舱域控:2021年智能座舱域控制器为89.53万台(高工智能汽车),但实际中产品性能差异较大、可支持屏幕数不一。2021

2022E

2023E

2024E

2025E

2026E

2027E

2028E

2029E

2030E中国乘用车出货量(万台)

2015215022152281234924202492256726442724智能汽车渗透率预测L0&L1渗透率L2渗透率80%20%78%22%71%25%63%30%54%35%46%40%37%45%28%50%14%50%11%51%L2中域控制器渗透率L3渗透率13%20%30%40%50%60%70%80%90%90%0%0%4%0%0%5%4%0%6%1%9%2%11%3%13%5%15%7%17%9%20%11%85%L4渗透率智能座舱渗透率15%25%35%45%55%65%75%综上,目前域控装车步调仍未追赶上智能汽车落地浪潮,因而后续域控装机渗透仍有长足发展空间。智驾及智舱域控价格预测(元)L2级智驾域控单价L3级智驾域控单价3,0002,90010,00015,0004,0002,80010,00015,0004,0002,70010,00015,0004,0002,60010,00015,0004,0002,50010,00015,0004,0002,40010,00015,0004,0002,30010,00015,0004,0002,20010,00015,0004,0002,00010,00015,0004,00010,00015,0004,000L4级智驾域控单价智舱域控制器单价国内市场空间预测(亿元)智驾域控制器市场规模智舱域控制器市场规模预计至2030年创造近2000亿总市场规模CAGR~50%1632274313513324522838932952043669954889166710687931244926资料:IHS

Markit,德赛西威,佐思汽研,高工智能汽车,中信建投(含预测)29目

录1行业概述:汽车电子电气架构从分布式向域集中/域融合演进关键基石:域控制器应运而生,千亿市场爆发在即行业生态:各环节持续竞合,生态逐渐成熟2345产业链:各环节迎需求增量,正当时推荐标的与投资建议30域控产业链全景图上游:核心零部件中游:域控制器制造SoC芯片MCU芯片Tier1智驾/座舱/网关SoC域控层/执行节点MCU博世地平线比亚迪半导体安波福电装采埃孚大陆法雷奥现代摩比斯Veoneer伟世通麦格纳均胜电子德赛西威华阳集团经纬恒润东软睿驰福瑞泰克航盛电子比亚迪弗迪上汽联创英伟达高通Mobileye恩智浦TI黑芝麻寒武纪行歌瑞芯微芯驰芯擎杰发科技全志科技瑞萨NXP英飞凌TICypressMicrochipST兆易创新杰发科技紫光芯能芯驰芯旺微旗芯微瑞萨智芯芯海科技苏州国芯曦华科技被动元器件PHY芯片PCB存储芯片硬件集成代工厂村田、TDK三星电机风华、三环、顺络东芝、三星、长存兆易、北京君正TI、NXPMarvellTTM、Nippon伊顿、沪电、景旺伟创力、鸿海广达、和硕立讯下游:车企客户软件生态传统主机厂新势力软件平台厂商宝马奔驰本田日产一汽东风比亚迪吉利特斯拉蔚来理想TTTech创时智驾映驰科技未动科技小鹏31附:域控制器市场参与者及主要业务模式图表:目前域控制器设计生产主要包括五类模式投资设立芯片厂商Tier0.5主机厂模式4:Tier0.5供应域控制器模式2:Tier

1供应域控制器投资设立Tier1模式3:Tier1.5与Tier1或Tier0.5合作,供应域控制器合作通过代理或直销模式出售芯片Tier1.5模式5:系统集成商委托代工域控制器模式1:主机厂委托代工域控制器ODM/OEM代工厂模式1:主机厂委托代工域控制器,特斯拉设计域控制器,由广达、和硕代工,蔚来则寻求Wistron和伟创力的支持。除了最基础的硬件制造,ODM/OEM代工厂商也开始介入域控底层基础软件、BSP驱动等软件工程环节。模式2:Tier1供应商为主机厂提供域控制器,这一模式是当下最普遍的合作模式,主机厂掌控自动驾驶或智能座舱应用层开发权限,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。模式3:Tier1.5主攻域控基础软件平台,支撑主机厂掌控系统自主开发权,并整合芯片、传感器等Tier2的资源,海外以TTTech为代表,国内如东软睿驰、映驰科技、诚迈科技、镁佳科技、中科创达等。模式4:Tier0.5通过与主机厂深度绑定,从全流程介入主机厂研发、生产、制造,甚至后期的数据管理和运营。Tier0.5主要包括三种形态:部分主机厂分拆旗下零部件板块独立发展,比如上汽旗下联创汽车电子、长城旗下诺博科技和毫末智行、吉利旗下亿咖通;部分主机厂则寻求与Tier1成立合资公司,比如宏景智驾与江淮汽车合资成立域驰智能,德赛西威与富奥股份、一汽集团合资成立富赛汽车电子;芯片厂商转型成为Tier0.5。模式5:系统集成商委托ODM/OEM代工域控制器,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32资料:佐思汽研,中信建投测算上游芯片厂:产业地位高,市场格局集中于海外龙头典型合作模式:SoC厂商提供能决定域控性能天花板的主控芯片,同时配套软件开发工具链;Tier

1进行域控硬件生产并提供软件中间件平台便利客户开发功能,最终车企自主开发顶层应用算法后,域控及配套系统进行装车落地。一般而言,英伟达等头部SoC厂商会提供域控参考设计样版,中游制造商或其他玩家据此定型最终产品。图表:芯片厂商及对应产品参数、国内域控制造商、与终端车企客户合作情况芯片商英伟达SoC芯片量产时间算力

(TOPS)功耗(W)

域控集成商定点车型三大合作联盟Orin2022H2200+80理想L9、X01、小鹏G9、上汽RES33、上汽飞凡R7、威马M7等德赛西威英伟达+德赛西威Mobileye+经纬恒润高通+中科创达Xavier征程5征程3征程220202022H2202030128530302.52福瑞泰克、天准、博世、大陆理想X01、理想ONE、比亚迪2023年新款车型、吉利新款车型地平线高通20194智能驾驶骁龙RIDE平台20222023700(最高)13040-通用、长城、宝马、大众海外芯片方案主导市场EyeQ6128吉利2022年新车型、极氪001、蔚MobileyeEyeQ5EyeQ4Ascend910Ascend31020212018未定2018243512161033108经纬恒润

来ES8/6、沃尔沃XC90、长城摩卡、特斯拉Model

S智驾:英伟达Orin基本垄断蔚小理等新势力最新车型长安阿维塔11、北汽极狐αSHi版、长城沙龙德赛西威、

威马2020年款SUV、现代G90、现德州仪器TDA420218-智舱:高通8155已是高端车“标配”百度(伟创力)代GV80A1000ProA1000A500202220212020196586582优控智行、经纬恒润黑芝麻芯片商2022年江汽思皓系列产品国产芯片有所突破SoC或MCU量产时间CPU算力

(kDMIPS)

NPU算力(TOPS)

域控集成商定点车型82952023(预计)22020~30蔚来ET7/ES8/ES6/EC6、小鹏P5、理想L9、威马W6、长城WEY拿铁、广汽AionLX、吉利星越L、智己L7中科创达、伟世通、博世地平线:J5芯片已获理想X01定点:与长安、北智能座舱高通81552020853V920V910--2001115.7-三星瑞萨LG电子奥迪e-tron汽、长城等传统车企合作紧密国内有华阳(准备中)R-Car

H3201849-中低端车型为主麒麟990A麒麟710A20212018--4-比亚迪汉、北汽极狐αS资料:各公司官网,中信建投上游芯片厂:逐步与主机厂直接对接,仍需Tier

1协助快速响应车企需求芯片厂商逐步与车企直接对接,将更多与Tier

1合作形成完整方案交付。从生产工艺来看,先进制程芯片需经历设计、制造、测试封装等严密环节,工艺壁垒极高。而域控制造核心目的是将多类芯片、接口集成于同一电路板,生产难度相对较低。芯片厂商亦没有经济动力切入域控环节,英伟达、高通销售毛利率均超过50%,而对比德赛西威则在25%水平上下。域控产品更强调客户理解与服务,需主机厂、芯片厂和Tier

1共同协作定制产品。域控产品作为直接面向主机厂的硬件,需贴合客户安全性(车规级)及成本控制要求,同时如智驾及智舱领域各车企的差异化策略要求供应商具备的需求理解能力。而目前高通、英伟达等厂商的国内团队数量均不超过百人,需本土Tier

1协助进行客户服务。图表:芯片及域控生产流程示意图图表:英伟达、高通及德赛西威销售毛利率(%)70.0%60.0%50.0%40.0%30.0%20.0%10.0%0.0%64.6%61.2%62.3%设计晶圆制造芯片测试封装芯片量产62.0%60.7%58.8%56.1%59.9%54.9%芯片生产产品定义电路设计版图设计光刻刻蚀贴片键合57.5%离子注入塑封25.8%24.0%23.4%24.6%22.8%域控生产域控量产A/B/C/D样域控制器打板芯片性质检验(物理、电气)多类芯片集成于电路板端口点亮

通信调试20172018英伟达201920202021算法调试效率优化高通德赛西威塑封34资料:Wind,中信建投资料:中信建投中游集成商:国内Tier

1有本土优势,但车厂自研趋势明确图表:2021~2022年国内传统车企旗下明星车型的智能化配置方案品牌车型北汽-极狐阿尔法S上汽-R汽车吉利-极氟极氪001上汽-智己智己L7长城沙龙智行机甲龙HiES3312621域控产品尚未完成规模上量。摄像头毫米波146031315100121251250412传感器配置4D成像激光02(升级方案)12目前来看,、德赛西威市场地位突出。区别于传统汽车零部件,国内智能域控基本由本土Tier

1把控,海外Tier1因本土化服务能力弱而不占优。超声波12英伟达DriveOrin*2/4500-1000+MobileyeEyeQ5H*248自动驾驶计算平台类型MDC810400+英伟达DriveOrinMDC610400算力

Tops500~1000自研,创时智驾、联合电子代工智能驾驶域控制器供应商德赛西威知行科技图表:2021~2022年国内新势力旗下明星车型的智能化配置方案品牌车型蔚来理想X0112501小鹏ES712501ET712501G912未知0P513502端倪:车企开启自研域控尝试。在特斯拉、蔚来等新势力带动下,部分车企开始自研域控,且会成为趋势,如上汽旗下上汽零束、长城旗下毫末智行、比亚迪旗下弗迪等。摄像头毫米波传感器配置4D成像激光2超声波121212未知12NIO

Adam(英伟达Orin*4)1016NIO

Adam(英伟达

Orin*4)

英伟达

Orin*1地平线J3+J5+

英伟达Drive英伟达Drive自动驾驶计算平台类型Orin*2Xavier算力

Tops1016508德赛西威508德赛西威30智能驾驶域控制器供应商自研,伟创力代工德赛西威35资料:各公司官网,中信建投下游车企:自研欲望强烈,把控电子电气架构的核心环节自研的内在需求:电动化+智能化开启车企新“内卷”,而域控是智能功能的最关键底座硬件。在高度竞争的市场中,仰赖供应链易陷入同质竞争且产业话语权减弱,而自研域控可带来更好的智能功能软硬件协同。自研的可行性:特斯拉、蔚来已证明自研+代工模式跑通,越来越多头部车企跟进。除新势力外,传统主机厂也通过子公司进行自研尝试,如上汽旗下上汽零束、长城的诺博科技和毫末智行、吉利的亿咖通等。新能源+智能汽车时代市场竞争加剧,长期中必将从百花齐放演变成头部集中图表:2021年中国新能源汽车市场格局,CR10<80%图表:2018年美国汽车(燃油车为主)市场格局,CR10>90%通用,福特,吉利,比亚迪,其他,21.8%其他,6.1%17.04%14.34%3.2%17.7%参考燃油车时代的成熟市场格局,长期中我国智能汽车市场势必向头部进一步倾斜,竞争将白热化上汽,宝马,2.05%大众,3.68%江淮汽丰田

,17.7%车,3.3%14.00%斯巴鲁,广汽,菲亚特克莱斯勒

,3.92%3.6%奇瑞,

4.2%

一汽,4.1%

4.9%长城,12.96%现代起亚,7.31%东风,

特斯拉,6.1%

13.3%日产三菱,

9.30%本田,9.26%自研域控必要性在于“竞争优势+产业话语权提升+协作效率”自研域控的可行性已被越来越多玩家验证图表:自研域控带来的三维优势图表:采用自研域控+代工模式的车企及其他玩家自研车企或科技公司域控制造代工厂广达电脑、和硕效益1效益2效益3横向竞争优势纵向话语权协作效率通过自研域控在车企激烈的智能化竞争中掌握独到壁垒(软硬件协同)。特斯拉蔚来长城(毫末智行)百度有望超越供应链的技术节奏,实现更好的产业话语权和盈利空间。伟创力可根据需求实现最优配置,降低沟通成本,没有猜疑链,没有产权纠纷。上汽智己小马智行、小鹏(计划)等创时智驾、联合电子未知资料:智研咨询,雪球-快慢有道,车东西,中信建投36展望:产业链不同环节中长期将持续竞合,推动域控生态成熟图表:微笑曲线在长期中域控的上下游产业链节中得以充分体现上游:SoC/MCU芯片厂商中游硬件集成:Tier

1下游客户:车企产业话语权纵向话语权较强:体量大,面向市场,品牌效应突出现时市场竞争白热化:自研域控等尝试是破局之路利润有限,重成本控制产业地位不高:为主机厂进行个性化定制化的服务利润空间一般:完整方案提供~25%,纯代工~10%产业地位较高:芯片的稀缺性和高壁垒利润空间丰厚:毛利~60%横向格局集中:海外先发优势明显,国内追赶产业链位置主控芯片(SoC或MCU)域控硬件集成制造终端车企安波福采埃孚德赛西威传统车企东软睿驰经纬恒润智能驾驶域英伟达Mobileye地平线博世电装一汽上汽广汽东风智能座舱域高通三星新势力不同时期Tier

1服务定位需改变蔚来理想小鹏威马①

构建生态的能力②

规模化量产与交付能力③

软硬件一体化解决方案能力恩智浦等MCU厂商37开发域控平台的关键要素和关键技术众多图表:主机厂开发域控平台需要考虑的要素性能和多功能性功能和信息安全虚拟化平台丰富的接口•

算力DMIPS•

车身域的功能安全等级到ASIL-B就足够了,如果要集成ADAS功能,功能安•

硬件平台是否支持Hypervisor模式?•

PCIe/xSPI•

高速TSN•

网和CAN之间的网桥网•

启动时间和响应速度Booting

time•EE架构开发中需要不新全要达到ASIL-D•

是否需要集成特别的硬件模块,比如网络加速模块,AI加速模块,信号预处理模块同的软件团队基于同一个硬件平台做并行同步的开发,对每一个软件团队来说又需要相对独立的开发环境和自己独立支配的外设以及资源需要在硬件本身支持Hypervisor•

传感器接口•

GPIO•

网联汽车从外部接收大量网络通讯信号,需要硬件和软件一起配合,来保证信息安全•

ADC图表:EE架构的升级趋势和关键技术升级趋势关键技术硬件分布式向域控/中央集中式发展,提升算力利用率,

大算力芯片、多核异构、冗余备份、软硬解耦、通用接口标缩短线束重量准软件通信软件分层解耦,软件定义汽车,实现OTA升级SOA软件架构、CP/AP

AUTOSAR、通用化的软件架构LIN/CAN总线向迟网发展,满足高速传输+低延跨域通信协议、车内网关协议转换、数据交换、千兆干网+TSN+Switch交换机骨电源不使用保险丝/继电器,所有电流都有监测和过热过流保护电源冗余、智能硬件管理汽车软件复杂度提升,软件能力重要性凸显域控化变革下芯片复杂度提升,多核异构的芯片架构对软件提出了更高的适配要求。域控软件架构可以分为四层:操作系统层、基础平台层、原子服务层、应用组合服务层。操作系统层为RTOS(实时操作系统)、QNX、LINUX和ANDROID等基础的操作系统内核,基础平台层由于芯片多核异构、复杂度提升,带来虚拟化的服务需求和新的软件中间件需求基础平台层包含了AUTOSAR

AP、AUTOSAR

CP、专用基础功能等,主要为整车提供基础运行环境原子服务层是实现数据融合和控制逻辑的功能模块,作为服务的最小单位与单一执行实体,通过API为应用提供可按需编排的基础服务,实现一次开发多次复用,原子服务与平台解耦,提升软件复用性应用组合服务层基于原子服务对整车服务进行定义和增强,主要由主机厂定义开发图表:域控制器软件架构资料:AUTOSEMO,中信建投附:不同域控的软硬件解决方案图表:不同域的软硬件架构图MCU

用RTOS系统,注重安全性,而大算力芯片SoC多

QNX

A

产品)、linux和Android系统,不同内核之间的通讯

DDS

和SOME

IP等解决方案。图表:不同域的通信解决方案(以地平线J5和TDA4为例)资料:普华基础软件,华玉通软,中信建投Tier

1需具备差异化软件能力并提供软硬件一体化的解决方案Tier

1推出软硬件一体化解决方案,聚焦中间件提供差异化软件服务。顶层算法与功能实现之间关联性最强,对主机厂来说是实现智能差异化的最直接手段,且消费者感知明显。而软件中间件核心功能为向下整合种类繁多的硬件平台和系统内核,向上提供标准化服务接口支持顶层算法开发,定位是标准化程度强的设计工具,开发难度大,需求丰富度及复杂性越来越高。根据公司基因不同,硬件Tier

1向上或是软件厂商向下。以国内厂商为例,经纬恒润、德赛西威等汽车电子厂商在域控硬件产品基础上逐步增强自身软件服务能力。而中科创达原有主营则聚焦定制化操作系统,2021年设立子公司渗透至域控硬件的设计环节,可交付完整的域控软硬件方案。目前,硬件带动销售并加速迭代软件能力为当前时点域控方案厂商的选择。相比于以前提供黑盒的模式,汽车Tier1将提供软/硬件解耦模式下的硬件服务和差异化软件服务。图表:域控制造领域的Tier

1玩家图表:东软睿驰汽车软件服务示意图Global

Tier1LocalTier

141:东软睿驰,中信建投资料:德赛西威,中信建投资料车载网将成为支撑域控架构关键技术车载车载车载网为域控制器的关键支柱:未来车内通信将由LIN/CAN总线向网是电子电气架构以及域控制器的关键支柱技术。网发展,满足高速传输+低延迟,网有两个核心,一个是车载网物理层,另一个是车载网协议栈。前者让车载网不同于传统PC可确定性、高可靠性、低延迟和时钟一致。

车载网,具备较低的重量和成本、较好的EMI性能和简单布线。后者让车载网达到车规级的网标准分两部分,一部分是最底层的PHY标准,另一部分是链路层标准。这两个标准都以IEEE的标准应用最广泛。TSN(

网新一代架构标准合集)的核心应用是异构性网络的实时、高可靠性,高时钟同步性数据交换。随着EE架构的发展,TSN交换机和物理层IC不可或缺。图表:车载网OSI模型资料:Marvell,中信建投目

录1行业概述:汽车电子电气架构从分布式向域集中/域融合演进关键基石:域控制器应运而生,千亿市场爆发在即行业生态:各环节持续竞合,生态逐渐成熟2345产业链:各环节迎需求增量,正当时推荐标的与投资建议43结构透视:以特斯拉AP为例拆解智驾域控,芯片是其中核心组件SoC芯片MCU芯片视频解串行芯片*3德州仪器通讯及供电接口电源接口*2FSD芯片*2特斯拉自研MCU(外挂)*1英飞凌网接口*1

/

CAN接口*4GPS定位模块*1U-BLOXLDPR4DRAM*8三星/美光NORFLASH*2英飞凌NAND*1东芝摄像头*9存储芯片44资料:特斯拉,佐思汽车研究,中信建投成本拆解:SoC成本占比40%,其次为存储及通信芯片以特斯拉AP

3.0方案为例,SoC芯片约占智能驾驶域控制器成本的40%。域控制器中的芯片主要包括SoC、MCU、LPDDR4、

网相关芯片等,据佐思汽研测算特斯拉方案中两颗SoC(FSD)成本约3000元(占比约40%),其他芯片成本约2000元(占20%),叠加接插件、PCB等其他硬件后整体成本约7500-8500元。需注意软件亦是域控的关键构成,因特斯拉自研难以量化,暂不做成本考量。图表:特斯拉AP

3.0

软硬件方案下智能驾驶域控制器的成本拆解项目FSD型号UBQ01B0供应商特斯拉简介三星代工数量2参考单价

(元)1500(估)合计成本(元)3000LPDDR4网交换UFS8BD77D9WCF88EA6321美光/三星Marvell东芝1GB81213036055240360110320THGAF9G8L2LBAB732GBGPS模块NEO-M8L-01A-81

U-BLOX320解串行解串行供电DS90UB960

CDS90UB954MAX20025STC297t

(估)德州仪器德州仪器美信212111040302204060MCU英飞凌260260启动FlashS512SD8H2188EA1512Cypress512Mb125050网PHY

(估)Marvell130260其他硬件材料,如接插件、PCB等2500-35007500-8500合计硬件价格45资料:佐思汽车研究,中信建投主控芯片:智能汽车之心,车用SoC及MCU激发千亿市场潜能车用SoC决定汽车智能化水平天花板,预计保持35%增速至2025年创造近80亿美元市场。目前智驾及智舱中使用的SoC是智能车上性能最强、价值最高的芯片,如英伟达Orin及高通8155芯片单价分别约为2000+及1500+元。伴随汽车智能化加速渗透,以自动驾驶芯片为例其对应市场规模预计可从2020年不及20亿美元拓展至2025年77.7亿美元,复合增速35%。受益车上功能丰富度提升,2025年对应车用MCU百亿美元空间,增速~10%。底盘域、动力域控核心为32位MCU,此外在执行层具体功能控制同样仰赖MCU(其中32位占比77%),其作为汽车功能最基础控制核心将受益于车端功能丰富度持续提升,支撑对应市场规模从2021年76亿美元提升至2025年的102亿。图表:全球自动驾驶芯片市场空间及预测(单位:亿美元)图表:全球车用MCU市场空间及预测(单位:亿美元)1005001008060402002020

2021

2022E

2023E

2024E

2025E2020

2021

2022E

2023E

2024E

2025E46资料:IndustryARC,中信建投资料:IC

Insight,中信建投SoC与MCU:SoC用于更高集成层级,MCU保障功能安全及其他具体执行节点SoC集成度更高,功能安全难度更高,MCU在保障功能安全的同时,承担执行节点功能,二者未来将长期共存。SoC上集成有CPU、ISP、GPU、ASIC等多类计算单元,拥有更高制程(7-12nm,目前向更高制程演化中),提供了更高算力、更高性能,精密性的潜在挑战是系统脆弱性,功能的复杂性使得冗余方案更难执行。高算力SoC普遍于手机芯片复用(如8155),在设计之初并未将车规功能安全作为设计首选,中短期需通过内置功能安全岛或是外置MCU等方式实现更高的功能安全,但SoC企业也在研究集成在SoC内部实现功能安全的方案(如左图TI方案。对于更下层(与执行节点相连)的控制由MCU实现,未来将长期呈现上层SoC+下层MCU的控制格局,但SoC和MCU的性能均会随着汽车智能化程度提升而提升。图表:外挂MCU及内置MCU/功能安全岛方案对比图表:主流域控平台方案基本为使用外挂英飞凌MCU域控平台SoC芯片外挂MCU应用车型德赛西威的英伟达-Xavier英飞凌-.TC297T小鹏P7PU03特斯拉Hardware3.0FSD英飞凌-.TC297TModel

3/Model

S理想智驾域控平台地平线J3

英飞凌-..TC397昇腾610

英飞凌-.TC3972021款理想One华力MDC610计哪吒S、广汽埃安算平台AONLX资料:TI资料:佐思汽研,中信建投47SoC芯片:国产SoC处于加速追赶阶段智驾和座舱SoC的区别主要在于1)异构架构的侧重点不同,座

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论