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    域控架構正在加速上車 | 《2022智能汽車域控制器產業報告》發布

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    時間:1900/1/1 0:00:00

    自博世提出電子電氣架構發展趨勢,特斯拉在Model 3上量產中央計算單元和區域控制器方案以來,OTA遠程更新升級適應軟件定義汽車時代。目前整個行業的電子電氣架構正在加速向域控制架構方向發展,經典的基于功能劃分的五域域控制架構正在快速上車。

    在此背景下,蓋世汽車研究院通過長期跟蹤行業發展趨勢和進展,總結形成了一份關于域控制器行業的報告,希望能給你帶來一些行業內的收獲和思考。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    本報告主要關注經典五域的產業進展和域控制器的未來發展趨勢,核心觀點如下:

    自動駕駛領域

    由于自動駕駛控制器產品的高價值,行業內自動駕駛領域的競爭變得激烈,形成了四大陣營:傳統國外Tier1、本土Tier 1、互聯網技術和軟件公司、整車公司,四大陣營通過不同的發展策略實現了產品的量產。據統計,2022年L2自動駕駛控制器累計出貨量已達24萬臺,宏景智家、德賽西威等本土一級市場占有率較高。目前很多本土的Tier1公司,如德賽四維、福瑞泰克等都推出了不少集成域控制產品。未來兩到三年,集成域控制器有望大規模上車。

    智能駕駛艙領域

    隨著智能座艙和技術帶來的體驗升級,一核多屏、輔助駕駛功能的座艙控制器正在加速發展。據統計,2022年智能駕駛艙控制器累計出貨量達47萬臺,以德賽四維為代表的國產Tier1呈上升趨勢。

    主體域控制器

    除了集成車身控制單元和車身電子元件,進一步集成對實時性要求不高的相關功能是發展方向。目前恒潤、東風、比亞迪的車身控制器方案都集成了空調控制等功能;

    機箱域控制器

    在高級自動駕駛的驅動下,通過線控底盤實現車輛在橫向、縱向、垂直方向的安全執行是發展方向,但底盤懸掛、制動、轉向系統仍被巨頭壟斷,對底盤域控制器的發展形成了較高的技術壁壘。目前國內只有少數企業推出了相應的產品,如蔚來、科博達、華夏龍輝、納森等。

    動態域控制器

    目前主要集成了新能源汽車的系統控制功能,如大三板、小三板、整車控制器等。VCU+BMS+“XCU”是當前電源領域的主流集成方案;

    SoC高性能域控制器芯片

    在域控制架構下,國內即將上市的中高端車型的自動駕駛域和智能駕駛艙域均搭載高性能SoC芯片,提高產品競爭力;

    未來趨勢

    ①按功能區分的域控制器也有天然的“計算能力資源浪費”和“性能偏向”,而基于區域控制器和中心計算機的域融合架構方案和方案,可以進一步減少線束數量和性能集成,有效降低材料成本,提高集中需求,是下一階段域控制器的發展方向;

    (2)圍繞域集成和中央集成的發展趨勢,多家車企計劃在未來幾年內加速推出“中央集成+區域控制器”電子電氣架構,進一步整合和集成整車的控制功能單元。與此同時,圍繞高價值的自動駕駛和智能駕駛艙域控制器,以新勢力為代表的眾多主機廠正在加速供應鏈核心環節的自主布局;③基于新四化和E/E架構的發展趨勢,預計到2025年國內域控制器產值將超過800億。

    報告分為三個部分。

    第一部分是開發背景,包括域控制器的優勢分析、域控制器方案、產業鏈和商業模式。

    第二部分是應用進展,重點圍繞自動駕駛領域、駕駛艙領域、車身領域、底盤領域、動力領域的經典五領域架構進行產業進展研究;

    第三部分是對未來趨勢的展望,包括整車電子電氣架構的發展方向、主機廠的布局策略以及對未來域控市場規模的預測。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    隨著汽車新四化的快速發展,車輛控制器的數量和軟件代碼的數量大大增加。同時,升級OTA技術以保證用戶的頻繁和創新體驗已經成為標準趨勢。過去傳統的分布式E/E架構由于數據傳輸慢、協調性差、線束組裝成本高以及OTA升級面臨的技術難題等缺陷,已經不能滿足新趨勢的需求。按功能劃分的域架構具有軟硬解耦、高計算能力、高傳輸速率、實時更新的技術優勢,不僅可以解決當前分布式架構的瓶頸,還可以進一步整合和擴展,滿足更多、更快、更安全的新型工業需求。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    關于域控制方案,目前無論車企還是tier1零部件公司都在開發以功能為基本邊界的域控制器,業內通過整合相應專業領域的相關功能,形成了經典的“自駕域、駕駛艙域、車身、底盤、動力”五域架構。但目前由于底盤域、動力域等關鍵核心功能被國外壟斷,發展較為緩慢,“自動駕駛域、駕駛艙域、車身域”三域架構已占得先機。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    因為各個域集成的功能差異很大,比如電源域主要集成大、小、三電設備等控制模塊;底盤域主要集成懸架、制動、轉向、安全氣囊等控制模塊;車身領域主要集成車身電子元器件;自動駕駛領域主要集成外部環境感知傳感器和定位模塊;駕駛艙區主要集成中控、儀表、HUD、娛樂系統等。所以其實每個功能域在開發過程中對芯片算法、功能安全性、成本都有不同的要求。比如對于自動駕駛儀和駕駛艙控制器,芯片性能、操作系統、算法更高,其單車價值更高;而動力域、底盤域、自動駕駛域的功能,因為涉及到出行安全,需要高水平的功能安全驗證。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    那么域控制器到底是什么呢?

    其實我們理解的域控制器在硬件構成上和傳統ECU基本相同,包括芯片、電源、主板、I/O接口等。但與ECU相比,域控制器最大的區別在于可以實現軟硬件解耦,通過高運算芯片和系統軟件集成功能模塊,減少整車ECU數量。因此,域控制器往往被視為汽車運行和決策的中心,是耦合軟硬件功能驅動智能汽車的核心系統。其多功能模塊的實現主要依靠主控芯片強大的計算能力和并行處理能力,以及軟件操作系統、中間件、應用算法等軟件架構和硬件性能的有機結合。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    從整個產業鏈來看,目前域控制器上游的核心玩家是SoC芯片、軟件架構開發等供應商。自動駕駛和駕駛艙SoC芯片方面,以國外公司為主,國內華為、地平線、黑芝麻、芯馳科技開始發力,未來有望加速產品的推廣應用;從域控制器集成開發供應商來看,目前高附加值的駕駛艙域和自動駕駛域是國內外大部分企業布局的核心,其中自動駕駛域企業約50家,駕駛艙域企業約25家。而對于底盤域、車身域、動力域,涉及的控制功能多,控制單元多被國外壟斷,目前布局相對較少。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    從域控制器商業化的落地模式來看,圍繞域控制器行業的主要參與者,形成了五種發展模式。比如第一種模式是以特斯拉為代表的OEM廠商直接采購芯片,設計域控制器方案,由廣達、和碩等代工廠進行域控制開發。目前蔚來ET7的自動駕駛領域控制器在國內的發展也是通過這種模式推動的。第二種模式是Tier1供應商為主機廠提供域控制器生產,典型代表是德賽四維+英偉達+小鵬;第三種模式是Tier1.5,以域控基礎軟件平臺為主,用軟件連接上下游產業鏈進行開發。比如TTTech和SAIC成立創世之家,開發域控制器;第四種模式是Tier0.5,源于主機廠的全棧自研需求,與主機廠深度綁定。比如鴻景智家和江淮汽車聯合成立域馳智能;德賽四維、富奧股份、一汽集團合資成立富賽汽車電子;第五種模式是系統集成商委托ODM/OEM制造域控制器。例如,偉創力負責百度ACU的代工生產。雖然業內有不同的商用落地模式,但目前Tier1供應商為主機廠提供域控制器相對領先。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    以國產tier1德賽四維為代表,重點介紹其自動駕駛域控制器和智能駕駛艙域控制器的開發。

    作為深耕駕駛艙電子業務30多年的企業,德賽四維的駕駛艙相關產品(車載信息娛樂系統、車載控制器、駕駛信息系統等。)占其營收的90%以上。隨著自動駕駛的興起,德賽四維抓住發展機遇,于2016年成立智能駕駛事業部,實現從駕駛艙到自動駕駛的拓展。經過幾年的發展和積累,德賽四維已經具備了自動駕駛控制器和智能駕駛艙控制器的量產經驗,并完成了多代產品的迭代。同時具備自適應域控制器芯片、電子元器件、操作系統等軟硬件開發能力,在國內域控制器領域處于領先地位。

    在自駕領域,德賽四維主要針對低速泊車和L1-L4自駕高速駕駛,形成了完整的領域控制器產品線布局,包括IPU01、IPU02、IPU03等一體化泊車泊車方案,以及即將量產的基于NVIDIA Orin的IPU04平臺,產品矩陣多元化,滿足不同用戶的需求。目前其第四代域控制器產品累計出貨量已達數百萬。同時,面對未來跨域融合和中央計算架構的發展,公司提前布局了IPU 04Pro和IPU05兩款高性能域控制器。其中,IPU 04 Pro預計2023年量產,預計采用NVIDIA OrinX+8295+S32G芯片進行驅動,實現1000-2000Tops的AI運算能力,支持智能駕駛和智能駕駛艙。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng0

    在智能座艙領域,德賽四維于2018年率先量產其首款域控制器。截至目前,已推出五款產品,產品線布局完整。此外,面對一核多屏的發展趨勢,德賽四維完成了硬件分區和虛擬機監視器兩大技術布局。其中,硬件分區應用于德賽四維2022年推出的國產定制座艙平臺,采用核心技術的X9SP芯片,支持國產解決方案的定制開發。虛擬機監視器(Hypervisor)是德賽四維在2019年與黑莓合作推出的一機雙屏的虛擬智能駕駛艙域控制器。目前,該域控制器方案兼容瑞薩和高通的多種芯片,并已應用于奇瑞、廣汽和理想。同時,基于Hypervisor架構,德賽正在開發一款全新的域控制器,該控制器將搭載高通第四代cockpit芯片8295,并已被指定為一個項目,可實現多模式集成。自博世提出電子電氣架構發展趨勢,特斯拉在Model 3上量產中央計算單元和區域控制器方案以來,OTA遠程更新升級適應軟件定義汽車時代。目前整個行業的電子電氣架構正在加速向域控架構方向發展,經典的基于功能劃分的五域域控架構正在快速上車。

    在此背景下,蓋世汽車研究院通過長期跟蹤行業發展趨勢和進展,總結形成了一份關于域控制器行業的報告,希望能給你帶來一些行業內的收獲和思考。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    本報告主要關注cla的工業進展……ic五大域和域控制器的未來發展趨勢,核心觀點如下:

    自動駕駛領域

    由于自動駕駛控制器產品的高價值,行業內自動駕駛領域的競爭變得激烈,形成了四大陣營:傳統國外Tier1、本土Tier 1、互聯網技術和軟件公司、整車公司,四大陣營通過不同的發展策略實現了產品的量產。據統計,2022年L2自動駕駛控制器累計出貨量已達24萬臺,宏景智家、德賽西威等本土一級市場占有率較高。目前很多本土的Tier1公司,如德賽四維、福瑞泰克等都推出了不少集成域控制產品。未來兩到三年,集成域控制器有望大規模上車。

    智能駕駛艙領域

    隨著智能座艙和技術帶來的體驗升級,一核多屏、輔助駕駛功能的座艙控制器正在加速發展。據統計,2022年智能駕駛艙控制器累計出貨量達47萬臺,以德賽四維為代表的國產Tier1呈上升趨勢。

    主體域控制器

    除了集成車身控制單元和車身電子元件,進一步集成對實時性要求不高的相關功能是發展方向。目前恒潤、東風、比亞迪的車身控制器方案都集成了空調控制等功能;

    機箱域控制器

    在高級自動駕駛的驅動下,通過線控底盤實現車輛在橫向、縱向、垂直方向的安全執行是發展方向,但底盤懸掛、制動、轉向系統仍被巨頭壟斷,對底盤域控制器的發展形成了較高的技術壁壘。目前國內只有少數企業推出了相應的產品,如蔚來、科博達、華夏龍輝、納森等。

    動態域控制器

    目前主要集成了新能源汽車的系統控制功能,如大三板、小三板、整車控制器等。VCU+BMS+“XCU”是當前電源領域的主流集成方案;

    SoC高性能域控制器芯片

    在域控制架構下,國內即將上市的中高端車型的自動駕駛域和智能駕駛艙域均搭載高性能SoC芯片,提高產品競爭力;

    未來趨勢

    ①按功能區分的域控制器也有天然的“計算能力資源浪費”和“性能偏向”,而基于區域控制器和中心計算機的域融合架構方案和方案,可以進一步減少線束數量和性能集成,有效降低材料成本,提高集中需求,是下一階段域控制器的發展方向;

    (2)圍繞域集成和中央集成的發展趨勢,多家車企計劃在未來幾年內加速推出“中央集成+區域控制器”電子電氣架構,進一步整合和集成整車的控制功能單元。與此同時,圍繞高價值的自動駕駛和智能駕駛艙域控制器,以新勢力為代表的眾多主機廠正在加速供應鏈核心環節的自主布局;

    ③基于新四化和E/E架構的發展趨勢,預計到2025年國內域控制器產值將超過800億。

    報告分為三個部分。

    第一部分是開發背景,包括域控制器的優勢分析、域控制器方案、產業鏈和商業模式。

    第二部分是應用進展,重點圍繞自動駕駛領域、駕駛艙領域、車身領域、底盤領域、動力領域的經典五領域架構進行產業進展研究;第三部分是對未來趨勢的展望,包括整車電子電氣架構的發展方向、主機廠的布局策略以及對未來域控市場規模的預測。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    隨著汽車新四化的快速發展,車輛控制器的數量和軟件代碼的數量大大增加。同時,升級OTA技術以保證用戶的頻繁和創新體驗已經成為標準趨勢。過去傳統的分布式E/E架構由于數據傳輸慢、協調性差、線束組裝成本高以及OTA升級面臨的技術難題等缺陷,已經不能滿足新趨勢的需求。按功能劃分的域架構具有軟硬解耦、高計算能力、高傳輸速率、實時更新的技術優勢,不僅可以解決當前分布式架構的瓶頸,還可以進一步整合和擴展,滿足更多、更快、更安全的新型工業需求。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    關于域控制方案,目前無論車企還是tier1零部件公司都在開發以功能為基本邊界的域控制器,業內通過整合相應專業領域的相關功能,形成了經典的“自駕域、駕駛艙域、車身、底盤、動力”五域架構。但目前由于底盤域、動力域等關鍵核心功能被國外壟斷,發展較為緩慢,“自動駕駛域、駕駛艙域、車身域”三域架構已占得先機。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    因為各個域集成的功能差異很大,比如電源域主要集成大、小、三電設備等控制模塊;底盤域主要集成懸架、制動、轉向、安全氣囊等控制模塊;車身領域主要集成車身電子元器件;自動駕駛領域主要集成外部環境感知傳感器和定位模塊;駕駛艙區主要集成中控、儀表、HUD、娛樂系統等。所以其實每個功能域在開發過程中對芯片算法、功能安全性、成本都有不同的要求。比如對于自動駕駛儀和駕駛艙控制器,芯片性能、操作系統、算法更高,其單車價值更高;而動力域、底盤域、自動駕駛域的功能,因為涉及到出行安全,需要高水平的功能安全驗證。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    那么域控制器到底是什么呢?

    其實我們理解的域控制器在硬件構成上和傳統ECU基本相同,包括芯片、電源、主板、I/O接口等。但與ECU相比,域控制器最大的區別在于可以實現軟硬件解耦,通過高運算芯片和系統軟件集成功能模塊,減少整車ECU數量。因此,域控制器往往被視為汽車運行和決策的中心,是耦合軟硬件功能驅動智能汽車的核心系統。其多功能模塊的實現主要依靠主控芯片強大的計算能力和并行處理能力,以及軟件操作系統、中間件、應用算法等軟件架構和硬件性能的有機結合。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    從整個產業鏈來看,目前域控制器上游的核心玩家是SoC芯片、軟件架構開發等供應商。自動駕駛和駕駛艙SoC芯片方面,以國外公司為主,國內華為、地平線、黑芝麻、芯馳科技開始發力,未來有望加速產品的推廣應用;從域控制器集成開發供應商來看,目前高附加值的駕駛艙域和自動駕駛域是國內外大部分企業布局的核心,其中自動駕駛域企業約50家,駕駛艙域企業約25家。而對于底盤域、車身域、動力域,涉及的控制功能多,控制單元多被國外壟斷,目前布局相對較少。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    從域控制器商業化的落地模式來看,圍繞域控制器行業的主要參與者,形成了五種發展模式。比如第一種模式是以特斯拉為代表的OEM廠商直接采購芯片,設計域控制器方案,由廣達、和碩等代工廠進行域控制開發。目前蔚來ET7的自動駕駛領域控制器在國內的發展也是通過這種模式推動的。第二種模式是Tier1供應商為主機廠提供域控制器生產,典型代表是德賽四維+英偉達+小鵬;第三種模式是Tier1.5,以域控基礎軟件平臺為主,用軟件連接上下游產業鏈進行開發。比如TTTech和SAIC成立創世之家,開發域控制器;第四種模式是Tier0.5,源于主機廠的全棧自研需求,與主機廠深度綁定。比如鴻景智家和江淮汽車聯合成立域馳智能;德賽四維、富奧股份、一汽集團合資成立富賽汽車電子;第五種模式是系統集成商委托ODM/OEM制造域控制器。例如,偉創力負責百度ACU的代工生產。雖然業內有不同的商用落地模式,但目前Tier1供應商為主機廠提供域控制器相對領先。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

    以國產tier1德賽四維為代表,重點介紹其自動駕駛域控制器和智能駕駛艙域控制器的開發。

    作為深耕駕駛艙電子業務30多年的企業,德賽四維的駕駛艙相關產品(車載信息娛樂系統、車載控制器、駕駛信息系統等。)占其營收的90%以上。隨著自動駕駛的興起,德賽四維抓住發展機遇,于2016年成立智能駕駛事業部,實現從駕駛艙到自動駕駛的拓展。經過幾年的發展和積累,德賽四維已經具備了自動駕駛控制器和智能駕駛艙控制器的量產經驗,并完成了多代產品的迭代。同時具備自適應域控制器芯片、電子元器件、操作系統等軟硬件開發能力,在國內域控制器領域處于領先地位。

    在自駕領域,德賽四維主要針對低速泊車和L1-L4自駕高速駕駛,形成了完整的領域控制器產品線布局,包括IPU01、IPU02、IPU03等一體化泊車泊車方案,以及即將量產的基于NVIDIA Orin的IPU04平臺,產品矩陣多元化,滿足不同用戶的需求。目前其第四代域控制器產品累計出貨量已達數百萬。同時,面對未來跨域融合和中央計算架構的發展,公司提前布局了IPU 04Pro和IPU05兩款高性能域控制器。其中,IPU 04 Pro預計2023年量產,預計采用NVIDIA OrinX+8295+S32G芯片進行驅動,實現1000-2000Tops的AI運算能力,支持智能駕駛和智能駕駛艙。

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng0

    在智能座艙領域,德賽四維于2018年率先量產其首款域控制器。截至目前,已推出五款產品,產品線布局完整。此外,面對一核多屏的發展趨勢,德賽四維完成了硬件分區和虛擬機監視器兩大技術布局。其中,硬件分區應用于德賽四維2022年推出的國產定制駕駛艙平臺,采用核心技術的X9SP芯片,支持國產解決方案的定制開發。虛擬機監視器(Hypervisor)是德賽四維在2019年與黑莓合作推出的一機雙屏的虛擬智能駕駛艙域控制器。目前,該域控制器方案兼容瑞薩和高通的多種芯片,并已應用于奇瑞、廣汽和理想。同時,基于Hypervisor架構,德賽正在開發一款全新的域控制器,該控制器將搭載高通第四代cockpit芯片8295,并已被指定為一個項目,可實現多模式集成。Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng2

    報告全文(PDF版)共35頁。

    眾籌獲得完整報告

    Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng3 Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng2

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    標簽:特斯拉蔚來比亞迪大眾東風

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