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轿车职业专题陈述:加速智能座舱及智能驾驭中心零部件的布局

来源:yabo亚博网站登录首页 日期:2022-05-09 15:12:07

  在全球化年代,世界各国的供给链间已构成了严密的联络,任何一个区域的问题都或许引发全球 的连锁反响。近期迸发的俄乌抵触现已产生了外溢效应,对欧洲轿车供给链构成了必定冲击,也 为我国轿车供给链安全敲响了警钟。

  乌克兰是欧洲重要的线束出产基地,俄乌抵触迸发后,全球线束龙头莱尼在乌克兰的 2 家算计超 过 7000 名职工的分工厂已无期限封闭,日本线束供货商住友电气在乌克兰开设的 6000 人工厂也 已罢工,安波福则宣告在数月内搬运乌克兰工厂悉数产能。莱尼是欧洲大大都整车企业的供货商, 其乌克兰线束工厂的罢工对欧洲轿车供给链构成了直接的冲击,群众茨维考工厂以及德累斯顿玻 璃工厂别离被逼罢工 4 天和 3 天,保时捷、奥迪、奔跑等厂商的欧洲工厂也将被逼削减产值。

  除了线束外,乌克兰是氙、氪、氖等电子特气的出口大国,电子特气在 IGBT、MEMS 及电源管 理芯片等轿车芯片的出产中不可或缺;俄罗斯则是全球榜首大钯出产国,2021 年钯产值占全球比 重达 43%,钯也是半导体职业的要害资料,若俄乌抵触接连,或将使得全球轿车芯片供给缺少雪 上加霜。

  虽然我国已成为全球最大轿车出产国和出售国,但我国没有完结轿车供给链彻底自主可控,在汽 车芯片、车载操作体系等细分范畴依然依托外资。2021 年接连至今的芯片缺少导致国内轿车芯片 商场呈现了哄抬价格、囤货居奇的乱象,更使得车规级芯片工业链自主不可控的问题暴露无遗。在世界局势杂乱、中美关系紧张、外国技能封闭一直存在的当下,轿车芯片等要害零部件存在断 供危险,一旦轿车芯片等遭到封闭,对国内轿车供给链将构成冲击。为了确保国内轿车供给链安 全,打开车规级芯片等要害零部件、完结要害零部件自主可控,将成为国家轿车工业的重要战略 方向。

  为了完结轿车芯片等要害零部件自主可控,多位轿车界代表提出需求加强政府、整车企业以及零 部件企业间的协同:政府需求牵头加大对轿车芯片等工业链的精准扶持,拟定和履行针对轿车关 键零部件的专项鼓励办法,并拟定国产车载芯片等要害范畴的打开大纲;整车企业需求活跃扶持 要点零部件企业,加大对要点零部件企业的出资,帮忙零部件企业完结实验认证,加速推进国产 车载芯片等量产上车;零部件企业也需求活跃研制产品,并与整车企业加强交流与协作,确保轿车芯片等要害零部件的安全性和一致性。在工业各方的全面协力下,国产芯片等要害零部件也将 迎来打开时机,轿车芯片等要害零部件的断供危险将逐步被化解。

  咱们对 2016-2021 年轿车零配件进出口状况进行剖析,从另一个视点衡量我国在全球零部件供给 链的位置以及对零部件进口的依托程度。

  依据我国海关总署核算,2015-2021 年我国轿车零配件出口额从 2904.50 亿元进步至 4883.94 亿 元,CAGR 为 9.0%。2021 年海外轿车商场需求逐步康复,海外整车厂商开端进入零部件补库存 阶段,但海外供给端受疫情影响康复有限,因而对轿车零部件的需求敏捷回暖,带动我国轿车零 部件出口额同比大幅进步 24.9%。

  2015-2021 年我国轿车零配件进口金额从 1710.29 亿元进步至 2437.16 亿元,CAGR 为 6.1%。具 体而言,2015-2018年间我国轿车零配件进口金额坚持添加,但 2017 年起因为国内乘用车商场增 速趋缓,零部件进口增速也随之下滑。2019 年我国轿车零配件进口金额初次呈现同比下降,从 2018 年的 2309.50 亿元下降至 2111.89 亿元,同比下滑 8.6%。2020 年虽遭到疫情影响,但国内 疫情防控到位,下半年国内乘用车需求敏捷上升,国内整车企业活跃添加零部件库存,轿车零配 件进口额得以敏捷康复,2020 年轿车零配件进口额达 2246.12 亿元,同比添加 6.4%。2021 年芯 片缺少对轿车职业构成必定影响,但在 2020 上半年低基数以及新能源轿车商场旺盛等带动下, 2021 年国内轿车产值完结 3.4%的同比添加,完毕了 2018 年以来的接连 3 年跌落,轿车零部件进 口金额也完结了 8.5%的同比增速。

  整体而言,我国在全球轿车零部件供给链的位置继续进步,但零部件进口依托程度依然较高,关 键零部件完结自主可控仍面对应战。(陈述来历:未来智库)

  传统轿车中,动力总成(动力功用、燃油经济性)、底盘体系(底盘操控性、舒适性)、NVH (隔音、减振)等是首要的比赛范畴,外资车企及零部件供货商凭仗长时刻的堆集构成了较高的 技能壁垒。跟着轿车智能化、网联化年代降临,智能座舱和智能驾驭将成为智能轿车的两大比赛 范畴,国内自主整车厂商和新实力有望经过在两大范畴的装备晋级和功用进化,进步车型的商场 比赛力,完结自主品牌继续向上打开;布局智能座舱和智能驾驭的自主零部件供货商也将迎来国 产代替时机,继续进步国内商场比例。

  智能驾驭体系为用户供给安全、舒适的驾乘体会。安满是交通出行的榜首方针,跟着传感器技能、 人工智能技能、AI 芯片、高精地图等范畴不断打开,智能驾驭体系逐步老练,ADAS(高档驾驭 辅佐体系)已可以为驾驭者供给实在牢靠的安全辅佐,如自适应巡航 ACC 帮忙车辆与前车坚持安 全间隔,防止磕碰;车道偏移预警 LDW 和车道坚持体系 LKA 帮忙车辆坚持在车道内行进;主动 紧急制动体系 AEB 为车辆在遇到突发危险状况时主动刹车。另一方面,智能驾驭技能可以解放驾 驶员的部分操作,为用户供给更舒适的驾乘环境:领航辅佐驾驭体系可以在高速路段主动完结变 道超车、进出匝道等操作,减轻驾驭时的疲乏感;泊车辅佐体系、360 环视体系的运用便于驾驭 者调查周边环境,进步驾驭者的泊车体会,而主动泊车 APA 可以直接自行完结泊车作业。在轿车 智能化年代,智能驾驭体系可以为用户供给安全、舒适、极具趣味和科技感的驾乘体会,成为提 高车型产品力和比赛力的重要一环。作为量产时刻短、技能门槛高的范畴,特斯拉、蔚小理等新 实力活跃布局智能驾驭,将其视为赶超比赛对手的要害环节,带动整车厂商、零部件企业及科技 公司翻开全面比赛。

  智能轿车工业链首要包含智能座舱、智能驾驭、车载通讯三大范畴,国内供货商在大都范畴已占 据主导或具有国产代替才能,但芯片、操作体系等范畴对外资企业依托较为严峻。

  智能驾驭按主动可以区分为 ADAS(辅佐驾驭体系)和高档别主动驾驭,首要由感知体系、决议计划 体系、履行体系组成。在智能驾驭体系中,轿车经过车载摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声 波雷达等传感器来感知周边环境,实时动态监测环境改变,将感知信息传输给决议计划体系;决议计划系 统依据所获取的信息进行决议计划判别,构成安全合理的途径规划;在途径规划完结后,履行体系会 操控车辆沿着规划好的途径完结驾驭。现阶段国内已根本具有感知体系各部件配套才能,但部分 传感器要害部件依然由外资掌控;决议计划体系范畴由 Mobileye、英伟达等厂商占有先发优势,但国 内追逐脚步较快,自主芯片及智能驾驭域操控器或核算渠道逐步进入量产阶段;履行体系国内起 步较慢,博世、大陆等外资大型 Tier 1 占有国内大大都商场比例。

  智能座舱首要由底层架构、运用软件、座舱电子三部分组成,座舱芯片、操作体系、中心件等构 成座舱的底层架构,决议整个座舱体系的功用及结构;座舱详细功用则由车载地图、语音交互以 及终端 APP等运用软件以及信息文娱体系、液晶外表、HUD、流媒体后视镜、座舱域操控器等座 舱电子硬件一起完结。现阶段国内涵运用软件及座舱电子范畴具有较强的自主配套才能,但外资 企业在座舱芯片及操作体系等底层架构中依然占有主导位置。

  车载通讯是装载在轿车上的移动通讯体系,首要包含车载通讯模组及车外的网络层相关设备,通 过车上零部件与车载通讯模组衔接,可以将信号传输至网络层进行长途管控。现在车载通讯模组 及终端范畴由国内主导,但通讯芯片端仍首要依托外资供货商,国内比例较低。(陈述来历:未来智库)

  在智能座舱工业链中,国内供货商在车机、液晶外表、HUD 等座舱电子以及座舱运用软件范畴已 较为老练,华阳集团、德赛西威等自主厂商的座舱域操控器也现已进入量产阶段,但座舱底层架 构范畴(芯片、操作体系等)依然由外资厂商掌控,国内自主代替仍在路上。

  在传统的轿车座舱中,外表、信息文娱体系等部件由独自的 ECU 操控,每个 ECU 进行的运算较 为简略,传统的 MCU 芯片即可满意传统座舱的运算要求。跟着智能座舱年代的降临,大屏幕、 多功用、多模态交互的智能座舱渠道的数据处理杂乱度较传统座舱显着进步,传统的 MCU 芯片 难以满意智能座舱的算力需求,选用算力更强的 SoC 芯片成为必然挑选。

  SoC 即体系级芯片,一般集成 CPU(中心处理器)、GPU(图形处理器)、NPU(神经网络单 元)等多个处理单元,可以支撑高功用核算、图形核算、AI 核算、音频处理等多项功用,具有强 大的核算功用,也是座舱域操控器完结多硬件交融操控的要害中心。以高通 SA8155P为例,其集 成了高通 AI 引擎、Spectra ISP、Kryo CPU、Hexagon 处理器和 Adreno 视觉子体系等多个处理 器,可以将液晶外表、中控大屏、HUD、流媒体后视镜、后座显示屏等多个屏幕的 ECU 功用集 中整合到一块芯片上,然后经过一个座舱域操控器完结“一芯多屏”。

  轿车运转环境的杂乱性以及对行进安全的刚需,使得轿车芯片具有高车规级要求、长进入周期、 商场规划和赢利受限等特性,造就了较高的职业壁垒。

  (1)车规级芯片相关于消费级芯片,在作业环境、运用寿数、规范规范方面均具有更严厉的要 求,加大开发和验证难度:车规级芯片需求-40~150℃的作业温度,远高于消费电子 0-70℃的要 求,而且关于在湿润、粉尘、盐碱、高速移动、轰动、ESD 静电等恶劣环境中的运转安稳性要求 极高;轿车一般规划寿数为 15-20 年,因而轿车芯片需求更长的运用寿数及更高的一致性、牢靠 性,不良率根本要求≤1PPM(百万分之一);车规级芯片还需求经过功用安全规范 ISO26262、 质量办理体系认证 IATF16949、牢靠性规范 AEC-Q 系列等一系列认证,加大了进入配套体系的 难度。

  (2)轿车芯片进入周期长、资金投入大:车规级芯片的研制和验证周期较长,新品研制+车规验 证周期一般需求 3-4 年,在验证经往后一般会具有长达 5-10 年的供货周期,一般还有 10 年的备 件要求。因而,轿车芯片的进入周期极长,各大整车厂商与传统芯片厂商高度绑定,先发优势明 显;车规级芯片的开发和验证进程一般还需求继续足够的资金投入,而且存在失利的危险,关于 新进入者而言壁垒较高。

  (3)轿车芯片商场规划及赢利有限:与上亿量级的手机芯片比较,轿车芯片商场规划十分有限;轿车芯片对制程的要求也往往低于消费级芯片,导致赢利空间较低,商场规划和赢利空间的约束 使得新进入者难以与规划化出产的老牌芯片厂商抗衡。此外,芯片代工厂的产能往往将优先分配 给赢利高的消费电子芯片,对扩大轿车芯片产线的志愿相对较弱,进一步约束了新进入者的空间。

  因为以上的种种壁垒,国内芯片厂商对开发车规级芯片的志愿较低,具有先发优势的外资轿车芯 片厂商掌控国内轿车芯片商场。

  高通凭算力及先发优势占有龙头位置,SA8155P 成为中高端车型干流座舱 SoC。在座舱芯片领 域,2014 年曾经的座舱 MCU 由瑞萨、恩智浦、德州仪器等传统轿车芯片厂商主导。跟着座舱功 能不断晋级以及座舱域操控器浸透率进步,高算力 SoC 代替传统 MCU 芯片已成为智能座舱的主 流打开趋势,高通作为消费电子芯片龙头强势切入轿车座舱 SoC 范畴,对传统轿车芯片厂商提出 应战。

  高通于 2014 年发布榜首代骁龙轿车座舱渠道,并于 2016 年和 2019 年别离发布依据高通 820A 的 第二代渠道以及依据高通 SA8155P(以下简称 8155)的第三代渠道,其间 8155 首先打破 10nm 的制作工艺,CPU 算力及 GPU 算力等处于抢先位置,敏捷成为国内最干流的座舱 SoC 芯片,长 城、吉祥、广汽、上汽等自主品牌以及蔚来、小鹏、抱负、威马、哪吒等新实力的新中高端车型 均选用了高通 8155 作为智能轿车座舱渠道的主 SoC。

  国内座舱 SoC 芯片 2022 年进入量产周期,或将为轿车芯片国产代替翻开打破口。国内以华为、 芯驰科技、芯擎科技为代表的芯片厂商相同活跃布局座舱 SoC 范畴,芯片产品将于 2022 年进入 量产周期。

  华为依据在手机芯片范畴的堆集,致力于打造以“麒麟芯片+鸿蒙 OS”为根底的智能座舱渠道。2021 年 4月,华为正式发布座舱 SoC芯片麒麟 990A,具有 3.5TOPS的 AI算力并支撑 5G网络, 估计将成为华为智能座舱渠道的主控芯片。麒麟 990A 将首先于北汽极狐阿尔法 S 华为 HI 版、问 界

  芯驰科技于 2020 年发布 X9(智能座舱)、V9(主动驾驭)、G9(中心网关)三款车载 SoC 芯 片,2021年发布晋级版芯片 X9U、V9T、G9Q/G9V,其间 X9U具有 100K DMIPS的 CPU 算力、 300GFLOPS 的 GPU 算力以及 1.2TOPS 的 AI 算力,最多可以支撑 10 个独立显示屏,完结各项 智能座舱及 ADAS 功用集成。现在华阳集团、电装光庭、东软集团等国内智能座舱 Tier 1 均已宣 布推出依据芯驰科技芯片的智能座舱体系处理计划,估计最早将于 2022 年内完结量产。

  芯擎科技于 2021 年 12 月正式发布首款 7nm 智能座舱芯片“龍鹰一号”,是国内首款打破 10nm 制程的座舱 SoC 芯片,CPU 及 GPU 算力对标高通 8155 并具有 8TOPS 的高 AI 算力,功用位列 座舱 SoC 榜首队伍。芯擎科技已与德赛西威、东软集团、北斗智联等座舱供货商签署战略协作协 议,估计龍鹰一号最早将于 2022 年末前在吉祥车型上完结量产。

  与 MCU 等传统轿车芯片不同,高算力座舱 SoC 浸透率依然较低,进入空间依然宽广。现阶段麒 麟 990A、龍鹰一号等国产座舱 SoC 芯片算力已可以进入榜首队伍,跟着产品连续进入量产阶段, 国产座舱 SoC 有望凭仗配套本钱、就近服务、本地生态等优势逐步进入国内车企配套体系,为汽 车芯片国产代替翻开打破口。

  车载操作体系(OS)是办理和操控智能轿车硬件与软件资源的底层,为轿车软件供给运转环境、 运转机制、通讯机制和安全机制等,是轿车智能化完结的根底设施,对上层软件才能及智能互联 生态起决议性作用,被视为轿车软件的“魂灵”。跟着智能座舱和主动驾驭在国内敏捷打开,国 内智能轿车软件工业链已逐步树立,但操作体系仍未完结自主可控,尤其是根底操作体系被外国 企业简直独占,面对着如高端芯片相同被“卡脖子”的危险。因而,除芯片外,自主车载操作系 统相同是我国轿车工业有必要处理的“痛点”。

  依照对底层体系改动程度区分,轿车操作体系可以区分为根底型 OS、定制型 OS、ROM型 OS三 大层次。根底 OS 包含体系内核、底层驱动等,赋予操作体系最根本的功用,担任办理体系的内 存、进程、驱动和网络体系等,决议整个操作体系的安稳性和功用。现在 Linux 等根底型 OS 属 于开源结构,而开发一个新的根底型 OS 需求消耗很多的人力、物力,因而简直没有厂商挑选开 发全新根底型 OS。定制型 OS 是在根底型 OS 的根底上进行深度定制开发,例如修正内核、程序 结构、硬件驱动等,与原生根底型操作体系具有差异较大。ROM 型 OS 则是在根底型 OS 根底上 作有极限的定制开发,不触及内核、底层驱动等修正,一般仅更新修正原生根底型 OS 自带的应 用程序,是大大都车企开发车载操作体系的挑选。

  QNX 由加拿大公司 QSSL 开发,现在由黑莓公司掌控。QNX 运用微内核架构,驱动程序、文件 体系、运用程序等均在微内核之外空间运转,可以完结组件间彼此独立,防止因单个组件过错造 成内核毛病、体系溃散。因为 QNX内核精巧,因而其具有高安全性、高安稳性的特色,也是全球 榜首款经过 ISO 26262 ASIL-D 安全认证的智能座舱操作体系,被广泛运用于安全安稳性要求较 高的座舱外表体系以及主动驾驭体系中。另一方面,QNX 的非开源性、昂扬的授权费用以及匮乏 的运用生态也成为了其在智能座舱信息文娱范畴运用的枷锁。

  Linux 是一款开源、无授权费用的根底操作体系,开源特性使得 Linux 具有极高的开发灵敏度,能 够适配更多的运用场景,并具有更多的软件库可供挑选;开源特性也使 Linux 体系的杂乱度远高 于 QNX,具有更高的开发门槛。其次,Linux 运用宏内核,将驱动、文件体系、网络协议等包含 于内核中,内核结构更为紧凑,可以充分发挥硬件功用,但宏内核的结构也使得 Linux 安全性、 安稳性不如 QNX,无法满意外表体系的车规级安全要求,因而一般用于座舱信息文娱体系中。

  Android 是由 Google 公司和敞开手机联盟依据 Linux 开发的操作体系,已在手机体系中广泛运用, 因而具有最丰厚的运用生态。Android 运用无须大幅修正即可移植至轿车上,有利于国内厂商快 速树立车载软件生态,因而国内各大自主车企、新实力、互联网厂商大多以 Android 为根底开发 自己的操作体系,如吉祥 GKUI、蔚来 NIO OS、比亚迪 DiLink 等。

  现在根底型操作体系商场比例中 QNX约占 43%,Linux+Android 约占 35%。跟着智能座舱浸透率 继续进步,估计 Linux(Android)将凭仗高开发灵敏度及更丰厚的功用性逐步主导座舱信息文娱系 统,而 QNX 则凭仗高安全性、安稳性在座舱外表体系中坚持抢先位置。

  为添补国内根底操作体系的空白,阿里巴巴、华为等国内企业活跃研制车载操作体系,首先开发 依据 Linux 的定制型操作体系,在此根底上推出独立自研的车载 OS 内核,有望打破根底操作系 统范畴长时刻被国外独占的局势。

  AliOS 是阿里巴巴依据 Linux Kernel 自主研制的面向多端的操作体系,可以运用于手机、平板电 脑、电视、车载体系、物联网等。斑马智行依据 AliOS 开发了新一代智能座舱操作体系,选用了 多核散布交融结构,可以一起满意车内不同域的功用阻隔和功用安全要求。现在 AliOS 已在上汽 荣威、上汽名爵、上汽大通、春风雪铁龙、斯柯达

  翼虎)等多款车型上搭载,累计 装车量超越 150 万辆。2021 年 10 月,阿里巴巴正式发布 AliOS 智能驾驭体系内核,选用微内核 架构并融入 SOA 跨域交融理念,契合 ISO 26262 ASIL-D 高级级功用安全产品认证,估计将于 2022 年正式上市并向国内车企免费敞开。

  鸿蒙 OS 是华为研制的依据微内核的面向全场景的散布式操作体系,选用了 Linux 内核、鸿蒙微 内核和 LiteOS 的混合内核规划,具有散布架构、低推迟、高安全及生态互享等优势,是首个具有 Security(

  CC) EAL5+)和 Safety(ASIL-D)双安全认证的开源操作体系。华为依据鸿蒙 OS 发布 了鸿蒙座舱操作体系 HOS、智能驾驭操作体系 AOS 以及智能车控操作体系 VOS 三大车载操作系 统,其间鸿蒙座舱体系 HOS针对智能座舱多外设、多用户、多运用、多并发、快速发动等场景化 需求,增量开发了 12 个车机子体系和一芯多屏、车规高牢靠、多事务并发、窗口自适应、根底能 力组件 5 大事务增强才能,可以大幅削减定制体系开发作业量和本钱,进步智能座舱开发功率。现在搭载鸿蒙 OS 体系的车型包含北汽极狐阿尔法 S 华为 HI 版、问界 M5、北汽魔方等。

  与智能座舱中常用的 QNX+Android+Hypervisor 比较,AliOS 及鸿蒙 OS 等多核异构式操作体系能 够在底层操作体系等级完结交融,使得座舱外表、信息文娱等车内体系可以真实融为一体,完结 更流通的人机交互。在国内轿车智能化转型的进程中,AliOS及鸿蒙 OS等将为国内车企供给更可 靠、低本钱、强生态的车载操作体系挑选,引领我国智能轿车工业完结弯道超车。

  智能驾驭工业链首要由感知体系、决议计划体系、履行体系三部分构成,感知体系担任感知车辆及环 境信息,首要触及摄像头、雷达、车内传感器等,一起需求高精地图及卫星定位体系帮忙获取路 况信息;决议计划体系首要担任处理感知体系传达的信息,完结举动和途径的规划。决议计划体系需求智 能驾驭核算渠道及 V2X 技能的协作,中心是智能驾驭芯片和算法;履行体系担任履行决议计划体系传 达的指令,完结车辆驱动、转向、制动等的操控,在高档别主动驾驭中线控技能将成为要害环节。

  在智能驾驭工业链中,激光雷达、智能驾驭芯片以及线控履行体系等环节的技能壁垒较高,现阶 段国内商场由外资主导。跟着国内供货商技能逐步老练、布局逐步完善,上述范畴有望逐步完结 国产代替。

  轿车上的感知体系首要包含激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、摄像头号零部件,摄像头及毫 米波雷达、超声波雷达在车上现已有较广泛运用,激光雷达现在浸透率较低,小鹏 P5等新实力开 始搭载运用,浸透率有望较快进步。在轿车感知层体系中,如激光雷达等较大程度上依托国外供 应商,俄乌战役布景下全球轿车供给链相对不安稳,对感知相关零部件产生必定影响和约束,国 产供货商会提早进行相关产品研制储藏,部分要害零部件也或许迎来国产代替时机。

  激光雷达首要包含激光发射、激光接纳、信息处理、扫描体系四部分。激光发射体系担任将激光 发射到方针物体上,再由激光接纳体系接纳反射回来的激光,经过信息处理体系可以对反射回来 的激光树立模型,得到前方车辆、行人等详细的形状,扫描体系可以完结安稳的转速,对地点平 面扫描,然后构成愈加完好的图画。

  在激光雷达产品中,中心零部件包含芯片、激光器、光电探测器等以及其他光学零部件,其间芯 片、激光器、光电探测器等要害零部件上国表里企业存在间隔,部分产品依托国外企业;其他光 学零部件方面,国表里企业的技能水平间隔较小,例如永新光学与禾赛科技、Innoviz 等国表里多 家激光雷达计划商树立协作,并进入麦格纳的指定产品供货商名单,国内企业完结为国外企业配 套供货。

  激光雷达芯片首要包含 FPGA 芯片及模仿芯片两类,FPGA 芯片是激光雷达的主控芯片,模仿芯 片是激光雷达中光电信号相关的处理芯片,因为国内激光雷达工业打开时刻短,上下游工业链相 较发达国家依然不行齐备,激光雷达芯片要满意车规级交给要求难度较大,国内企业在制程等关 键方针、原资料供给等方面间隔发达国家有必定间隔,国外企业激光雷达芯片出货量大,也可以 产生规划优势降低本钱,国产激光雷达零部件企业从境外收买激光雷达芯片。

  激光雷达芯片的相关参与者包含赛灵思、英特尔、德州仪器等,以外国芯片企业为主,国内紫光 同创、复旦微电子、国微电子等企业在加大力度研制寻求打破口。

  在激光器、光电探测器等零部件范畴,国外企业打开相对较早,具有必定抢先优势,近年来国内 企业加大追逐力度,国产零部件经过车规级认证并量产,缩小与外国企业在技能上的间隔,一起 凭仗本钱优势完结国产代替,出货量有望进步。激光器、探测器范畴的国外参与者包含滨松、安 美森半导体、索尼、Osram、AMS、Lumentum 等,国内参与者包含海创光电、灵明光子、纵慧 激光等。

  依据商场研讨机构 Yole 发表,现在全球至少树立超越 80 家主打激光雷达的公司,2021 年激光雷 达供货商商场比例中排名全球榜首的企业是法雷奥,市占率达 28%,远超其他企业;

  速腾)聚创市 场比例 10%排名全球第二位,仅次于法雷奥;其他商场比例较高的企业包含 Luminar、大疆、电 装、大陆等,市占率缺乏 10%。

  速腾聚创、大疆、华为、图达通等在我国企业中商场比例抢先,轿车激光雷达范畴具有技能及订 单储藏,其间速腾聚创获得包含 L3 重卡计划科技企业、我国新实力、传统主机厂等很多车企定点 车型订单,掩盖从乘用车到商用车的多种车型,在手订单丰厚,跟着产品配套落地,国内企业市 场比例有望进步。

  车载摄像头的中心组成部分包含图画传感器、模组封装、光学镜头号,其间图画传感器可以将光 信号转化为电信号,是车载摄像头中最要害的零部件,图画传感器的本钱构成占比最高,到达 50%,其次是模组封装本钱占比达 25%,光学镜头本钱占比 14%,其他单个零部件的本钱占比不 足 10%,相对较低。

  车载图画传感器职业集中度很高,安森美、豪威科技占有绝大部分比例。全球车载图画传感器行 业中,安森美、豪威科技两家企业占有了超越 70%的商场比例,安森美 2019 年全球市占率 60%, 至 2021 年下滑至 45%,豪威科技市占率一直在 29%左右,索尼商场比例排名第三,可是比例已 缺乏 5%,间隔头部的两家企业间隔显着。

  我国企业凭仗收买成功切入全球车载图画传感器职业,具有与国外龙头企业比赛的实力。豪威科 技树立于 1995 年,总部坐落美国硅谷,是全球规划较大的图画传感器公司之一,2019 年韦尔股 份成功完结对豪威科技的收买,豪威科技布局轿车职业多年,具有给整车制作商及一级供货商提 供图画信号处理的才能,韦尔股份经过收买极大进步在车载图画传感器职业的归纳实力,具有在 全球范畴和安森美等外国企业直接比赛的才能。

  豪威科技本来首要面对欧美系客户,现已获得必定认可度,具有较强的客户粘性,在 2019年被韦 尔股份收买后,逐步导入国内传统轿车品牌及造车新实力的计划,一起在日韩车企的计划导入上 也获得打破,有望获得更多客户认可。

  决议计划体系是智能驾驭的中心层次,相当于整个智能驾驭体系的“大脑”。决议计划体系首要依据感知 层传输过来的信息进行决议计划判别,树立恰当的作业模型,从安全性、舒适性、节能性等多个视点 归纳考虑以拟定最优的操控战略,代替驾驭员做出驾驭决议计划,向履行层下达相应的使命。决议计划系 统首要包含芯片、算法、操作体系以及依据以上组件建立的智能驾驭处理计划或渠道等, 其间高 算力智能驾驭芯片是完结高档别主动驾驭的中心,也是智能驾驭范畴的主战场之一。

  高算力智能驾驭芯片成为整车厂商间“军备比赛”的重要环节。跟着轿车主动驾驭等级的进步, 传感器的感知数据解析、高精地图的准确定位、V2X 信息通讯、规划与决议计划算法运转等进程触及 海量的数据处理,关于轿车核算渠道的数据处理才能要求将大幅进步,MCU 等传统轿车芯片已远 不能满意算力要求,有必要运用独立的高算力智能驾驭芯片。另一方面,OTA 技能的打开使得整车 厂商可以继续更新、晋级智能驾驭功用,因而整车厂商往往挑选预埋高算力芯片及多个传感器, 为后续的高档别主动驾驭功用落地供给足够空间,高算力智能驾驭芯片成为了整车厂商间“军备 比赛”的重要环节。

  整车厂商对高算力智能驾驭芯片的热心也使得芯片厂商间的比赛进入白热化,近年来高算力智能 驾驭芯片迭代速度显着加速,Mobileye、英伟达、高通等干流外资厂商相继推出可以满意 L4 级自 动驾驭的芯片产品,特斯拉则成为轿车厂商自研芯片的前驱。

  Mobileye 是辅佐驾驭视觉感知的抢先企业,2018 年量产的 EyeQ4 芯片凭仗先发优势敏捷占领国 内 L2 级以下 ADAS 商场。据高工智能研讨院数据,2021 年 Mobileye 在国内前装 ADAS 视觉感 知芯片的商场比例达 36.3%,位居首位。另一方面,Mobileye 缓慢的技能迭代、黑盒形式以及 Tier 1 绑定战略难以满意部分寻求高算力及全栈自研的车企需求,如抱负在 2020 年末中止与 Mobileye 的协作,改用地平线 打开智能驾驭自主研制。

  英伟达、高通等则在高端商场发力,以高算力芯片抢占高档别主动驾驭赛道。英伟达2019年发布 的旗舰产品 Orin 具有 254TOPS 的高 AI 算力,与 Mobileye 下一代智驾芯片 Ultra 比照仍具有算力 优势。凭仗抢先的 AI 算力,Orin 代替 Mobileye 芯片成为国内新实力车企下一代旗舰车型的干流 挑选,2022 年蔚来、小鹏、抱负、威马、飞凡轿车等均将推出依据 Orin 的量产车型。

  高通于 2020 年发布 Snapdragon Ride 渠道,包含 SoC 芯片、加速器以及主动驾驭软件栈,可以 匹配从 L1/L2 级辅佐驾驭至 L4/L5 级主动驾驭的场景需求,供给高能效、性价比拔尖的体系级解 决计划。长城、宝马等车企已宣告与高通协作,估计 2023 年进入量产阶段。

  特斯拉作为全球主动驾驭领军车企,采取了自研芯片的途径以满意其关于主动驾驭的高功用需求, 2019 年 4 月正式发布 FSD 自研芯片及核算渠道,单颗芯片算力达 72TOPS,成为其时算力最高 的量产芯片,为特斯拉全系车型的主动驾驭功用供给算力支撑。

  华为、地平线、黑芝麻等国内芯片厂商自研高算力智能驾驭芯片。智能驾驭芯片是轿车职业的增 量范畴,量产上车时长仅 2-3 年,先发优势远小于其它轿车芯片。国内华为、地平线、黑芝麻等 芯片厂商紧抓智能驾驭打开时机,自主研制高算力智能驾驭芯片,部分产品已完结量产上车。

  华为在智能驾驭范畴的芯片系列为昇腾系列。2019 年,华为发布最新 AI 芯片昇腾 910,具有 640TOPS 的超高 AI 算力,在已发布的智能驾驭芯片中处于抢先位置,但昇腾 910 受制于美国对 先进制程芯片的封闭,现阶段难以完结量产。现在华为首要的智能驾驭芯片是2020年发布的昇腾 610,昇腾 610 算力达 200TOPS,搭载于华为智能驾驭核算渠道 MDC610 / MDC810 中,2022 年内将于 AION LX Plus、极狐阿尔法 S 华为 HI 版、阿维塔 11、哪吒 S 等车型中配套运用。

  地平线 年,是国内抢先的轿车智能芯片企业,其首款智能驾驭芯片征途 2 于 2019 年 发布,2020 年首先在长安 UNI-T 量产,成为国内首款量产上车的自主智能驾驭芯片。现在地平线 已与德赛西威、华阳集团、东软睿驰等国内 Tier 1 以及上汽、长城、比亚迪、抱负、哪吒等车企 到达协作,征途系列芯片累计出货量超越 100 万片,获得了超越 40 个车型前装项目。2021 年地 平线推出专门为高档别主动驾驭打造的智能驾驭芯片征途 5,其具有 128TOPS 的高算力及 30W 的低功耗,可以完结业界抢先的核算功率,首款量产车型新一代荣威 RX5 估计将于 2022 年上市。

  黑芝麻智能树立于2016年,是一家专心于车规级主动驾驭核算芯片和渠道研制的草创企业。针对 不同等级主动驾驭需求,黑芝麻智能推出了华山一号 A500 主动驾驭核算芯片、华山二号 A1000/A1000L 高功用车规级主动驾驭核算芯片、华山二号 A1000 Pro 主动驾驭核算芯片三大产 品线 级主动驾驭芯片产品的布局。黑芝麻智能已与一汽、上汽、比亚迪等国 内厂商到达协作,估计 2022 年推出量产车型。

  国内活跃布局智能驾驭域操控器范畴。现阶段,轿车“新四化”正推进轿车电子电气架构由传统 的散布式架构向跨域集中式架构改变,域操控器成为工业革新中被广泛认同的中心比赛范畴。在 博世经典的“五域”区分中,智能驾驭域操控器是轿车智能化核算中枢,具有较高的技能门槛和 商场远景,依据盖世轿车的猜测,2025 年智能驾驭域操控器出货量有望到达 400 万套。

  国内各大厂商紧跟工业革新趋势,德赛西威、东软集团、经纬恒润等国内 Tier 1 上市公司,华为、 百度等科技公司以及宏景智驾、创时智驾等草创企业均在智能驾驭域操控器范畴翻开布局,产品 普遍于 2020-2022 年进入量产阶段,包含上汽、广汽、红旗、抱负、小鹏、哪吒等各大国内车企 及新实力。跟着智能驾驭商场继续下沉,本钱及本地化优势有望助力国内自主智能驾驭芯片及域 操控器浸透率继续进步,逐步完结国产代替。

  4.3 履行体系:线控转向首要依托进口,国内企业已布局线 线控转向:外资厂商布局较早,要害芯片首要依托进口

  经过多年打开,轿车转向体系阅历了机械转向(MS)、机械液压助力转向(HPS)、电子液压 助力转向(EHPS)、电动助力转向(EPS)四个打开阶段,现阶段 MS 根本现已被筛选,HPS 和 EHPS 首要运用于商用车范畴。EPS 与此前的液压助力转向体系比较,以电动机代替液压助力 泵,结构更为精简,能耗更低,一起处理了液压泵的走漏问题,成为乘用车转向体系的打开干流。关于新能源轿车,体积小、能耗低、简便灵敏的 EPS 比赛优势则更为显着。据佐思汽研核算, 2020 年 EPS 在国内乘用车的浸透率达 96.4%,新能源乘用车已挨近 100%。

  跟着主动驾驭的鼓起,L3 及以上级主动驾驭要求驾驭员部分或全程脱离驾驭操控,而 EPS 体系 的转向信号一直来自于人,因而线控转向(SBW)将成为完结高档别主动驾驭的要害。SBW 与 EPS 最大的差异是撤销了方向盘与车轮间的机械衔接,转向力输出的方向和巨细彻底由算法操控, 既可以依托传感器获得方向盘转角数据后核算所需转向助力,也可以脱离方向盘依据主动驾驭的 要求完结车辆独立操控转向,具有结构精简、反响速度快、占有空间小、能耗低一级长处。在撤销 机械衔接后,驾驭者无法经过方向盘感知路面传来的阻力和波动等路况,对驾驭者构成不方便,因 此一般需求在方向盘上施加独立的力回馈体系以反映路况信息。

  线控转向现在有两种冗余规划方法,用以应对转向部件失灵后的紧急状况。榜首种保存了机械转 向结构,当某个部件呈现问题后,机械转向体系将会激活以确保驾驭员可以掌控车辆,首先在英 菲尼迪 Q50 上完结量产的线控转向体系 DAS 即选用此类冗余方法;第二种是选用多个电机、传 感器等完结冗余,可以彻底撤销转向管柱等机械结构,乃至可以撤销方向盘,彻底由主动驾驭算 法操控转向。选用多电机操控冗余的 SBW 将成为转向体系的终究打开方向,也是完结彻底主动 驾驭的要害技能之一。

  线控转向体系首要包含方向盘总成、转向履行总成、根本操控器 ECU 等零部件,当人操控方向盘 时,方向盘总成经过扭矩传感器将人的转向行为改变为数字信号,传送给根本操控器,根本操控 器结合轿车速度、加速度及角速度传感器等得到的车轮状况信息,归纳剖析后一方面产生信号传 送至方向盘总成,模仿出转向的路感,以便更好进行方向操控,另一方面将产生操控车轮转向的 信号,并将信号传导至转向履行总成,转向履行总成包含转向履行马达、转向器等,可以让车轮 依照信号的内容转向。

  线控转向的根本操控器 ECU 中需求用到 MCU 芯片,现在全球轿车电子 MCU 职业被少量欧美及 日系企业独占,头部企业占有较高商场比例。2020 年轿车电子 MCU 占比前三别离是瑞萨电子、 恩智浦、英飞凌,前三家企业算计商场比例达 79%,其次是德州仪器、微芯科技、意法半导体等, 其他企业的商场比例加总占 2%。我国企业在全球商场上的比例很低,现在在技能老练度方面不 及全球头部企业,尚不具有和瑞萨电子、恩智浦等抢先企业比赛的实力。

  MEMS 传感器是集成微传感器、微履行器及信号处理、操控电路等于一体构成的元器件,具有体 积小、分量轻、精度高级特色,可以对轿车的温度、压力、转速、加速度等信息进行实时监测和 反应。线控转向的中心在于确保安全性、牢靠性,操控作用的好坏依托于传感器的反应精度、信 息收集程度、反应时刻等,构成线控转向体系的 MEMS 传感器包含角位移传感器、转矩传感器、 车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器等。

  全球 MEMS 传感器的商场比例首要被外资企业占有,我国高端 MEMS 传感器依托进口。MEMS 传感器的精度要求高,研制难度较大,小型供货商的出货量相对缺乏,排名靠前的供货商凭仗较 大的出货量占有安稳的比例,商场集中度较高,2018 年全球 MEMS 传感器范畴位居前列的企业 包含博通、博世、意法半导体、德州仪器等外国供货商,我国高端 MEMS 传感器愈加依托进口, 国内企业往往在中低端范畴比赛,国内规划较大的 MEMS 传感器企业包含华工科技、保隆科技、 春风科技等。

  线控转向体系大面积推行仍面对许多应战。一方面,线控转向体系需求规划冗余体系及路面信息 反应体系,加大了线控转向体系的规划杂乱度及本钱,阻止了线控转向的大规划运用。另一方面, 现阶段 EPS 体系老练牢靠、本钱较低,且已可以满意主动泊车 APA、车道坚持 LKA 等一系列 ADAS 功用的需求,而更高档别主动驾驭在乘用车范畴的商业化落地仍需时日,导致各大整车厂 商及转向体系供货商对完结线控转向快速量产的活跃性不强。因而,线控转向体系短期内仍难以 完结大规划量产,估计线+级主动驾驭的商业化运用进入遍及阶段。

  现在博世、捷太格特、舍弗勒、万都等外资转向体系巨子在线控转向范畴均有布局,已展现多款 SBW 概念车,但真实完结量产的仅有英菲尼迪旗下的 4 款车型,该线操控动体系 DAS 由 Koyoba 开发,保存了机械转向体系作为线 年行将量产的丰田新电动车型 bZ4X 宣告搭载线控转向体系,有望成为榜首款新能源线控转向量产车型。

  国内厂商中,中航集团旗下的耐世特作为全球抢先的转向体系厂商之一,2018 年发布了 SBW 技 术并推出静默方向盘体系及随需转向体系,支撑 L3+级主动驾驭。长城轿车于 2021 年 6 月推出了 咖啡智能 2.0 才智线控底盘,整合线控转向、线操控动、线控换挡、线 个核 心底盘体系,成为国内首个支撑 L4+级主动驾驭的线控转向底盘体系,估计 2023 年将投入商业应 用。

  与被外资厂商主导的 EPS 比较,线控转向的量产浸透率极低,国内厂商有望凭仗本钱与供给链等 优势在未来抢占国内商场,完结在转向体系范畴的弯道超车。

  轿车制动体系阅历了机械制动、压力制动(液压或气压)、线操控动三个打开阶段。传统乘用车 制动体系以液压制动为主,需求运用发动机进气歧管产生的负压支撑真空助力泵,为刹车供给助 力。因为电动轿车无发动机,前期的电动车制动计划中以电子真空泵代替传统燃油车的真空助力 泵,但是电子真空泵存在噪音较大、寿数较短、高原区域作用差等缺点,线操控动体系应运而生。

  线操控动体系撤销了制动踏板与制动体系间的刚性衔接,制动踏板仅供给输入信号,ECU 依据驾 驶员踩下的位移揣度驾驭员的制动目的,核算出方针助力巨细。线操控动体系的制动助力依据电 机旋转产生,不再运用电子真空泵。与传统液压制动体系比较,线操控动体系体积和分量较小、 可以脱节电子真空泵的各项缺点,成为轿车制动体系的首要打开趋势。

  线操控动在主动驾驭及新能源轿车范畴优势更为显着:线操控动体系以电子结构代替机械结构, 可以完结更高的呼应速度,关于主动驾驭尤为重要;线操控动体系的制动信号既可以来自制动踏 板,也可以由 ECU 自行依据车况及路面场景主动产生,完结车辆主动制动,满意高档别主动驾驭 需求。关于新能源车而言,线操控动体系体积更小、分量更轻,并可以与制动能量收回体系结合, 显着进步能量收回功率,然后大幅进步续航路程。

  现阶段线操控动体系首要有 EHB 和 EMB 两条技能道路,EHB(电子液压制动体系)保存了液压 体系,以电子助力器代替真空助力器供给制动液压;刹车踏板与制动体系之间的刚性衔接被撤销, 只是保存传感器,ECU 依据传感器信号判别驾驭员制动目的,经过电机驱动液压泵完结制动。当 电子体系产生毛病时,作为冗余的液压体系将被激活,此刻 EHB 体系将变为传统的液压体系。

  EMB(电子机械制动体系)则以电子机械体系彻底代替传统液压设备,经过 ECU 感知制动器踏 板传感器信号以及车况信息核算出所需刹车驱动力,然后由电机直接履行制动,是真实意义上的 线操控动体系。在撤销液压体系后,EMB 可以完结更短的呼应时刻以及更精简的结构,免除制动 液走漏的危险,有望成为轿车制动体系的终极打开方向。但是 EMB 计划量产仍存在许多枷锁:(1)EMB 计划无机械冗余体系,需求具有更高的牢靠性,而且在高阶主动驾驭中需求处理电子 体系失效后的安全问题。(2)EMB 计划需求装备更多传感器、操控芯片等,添加了量产本钱。(3)EMB 制动力受限于电机功率,导致制动力缺乏。(4)在高温及电磁搅扰等恶劣环境下安稳 性较差。现在量产的线操控动体系均为 EHB 计划,EMB 计划仍处于研讨阶段。

  依据集成程度不同,EHB 可以分为 One-Box 和 Two-Box 计划。在 Two-Box 计划中,互为冗余的 ESP和电子助力器彼此独立;One-Box计划中,ESP被集成于电子助力器内。与Two-Box比较, One-Box 计划具有体积较小、本钱较低一级优势,但 One-Box 计划的踏板力反应与车轮彻底解耦, 无法经过踏板感知车轮状况,因而需求软件调校踏板感;另外在 L3+级主动驾驭中,One-Box 需 要独自的降级 ESP 作为体系冗余,在本钱上或将反超 Two-Box 计划。因为高档别主动驾驭在乘 用车范畴的落地远景仍未明亮,在体积和本钱上占有优势的 One-Box 计划将成为现阶段整车厂商 及供货商的首选。

  线操控动体系的首要壁垒在于:(1)决议计划算法。线操控动体系的制动力巨细由 ECU 核算所得, 而行进进程中的车上人数、车速、路况、气候等均会对制动状况构成影响,运用场景杂乱度高, 关于决议计划算法的适用性和牢靠性提出了极高的要求,往往需求海量的测试数据为算法供给支撑。(2)同步开发和继续服务才能。线操控动踏板与制动体系解耦,踏板感觉需求从零开端规划模 拟,且各整车厂商往往需求开发和更新个性化、定制化的踏板感觉,这要求供货商具有较强的同 步开发才能以及继续服务才能。(3)上车验证。线操控动体系作为轿车中心安悉数件,牢靠性 要求相对更高,产品大规划量产前往往需求必定时刻和数量的上车验证。

  博世、大陆、采埃孚天合等作为全球轿车零部件龙头,较早地布局线操控动体系,占有必定的先 发优势;零部件龙头的雄厚实力及在制动范畴的多年技能、数据堆集也为其线操控动决议计划算法构 筑了深沉的护城河,可以获得大大都整车厂商认可,因而在国表里商场根本占有主导位置。博世 2013 年成功研制榜首代 iBooster 线 年研制第二代 iBooster,2019 年推出 OneBox 计划 IPB,凭仗强壮的品牌实力敏捷抢占国内商场。据佐思汽研核算,2020 年博世线操控动 产品在国内商场的占有率超越 90%,广泛运用于群众、特斯拉、蔚小理等品牌的新能源乘用车。

  线操控动范畴国内参与者很多,包含伯特利、拓普集团、华域轿车、拿森电子、同驭科技等,部 分厂商已完结量产,客户以自主品牌为主。伯特利深耕制动范畴多年,2019 年首先开发国内首款 One-Box线操控动产品WCBS,打破博世、大陆等外资厂商对One-Box体系的独占,增压速率、 噪声功用、能量收回功率、体系分量等产品功用与世界厂商根本相等。伯特利已与多家整车厂商 签定同步开发协议,2021 年进入量产阶段,有望凭仗先发优势抢占 One-Box 产品国内商场。伯 特利第二代线 已进入开发阶段,可以适配 L4 等级以上主动驾驭,并满意大 型车及外资、合资客户的配套需求,线操控动产品的商场空间有望进一步拓宽。

  与线控转向比较,国内供货商在线操控动范畴的追逐脚步更紧,伯特利等厂商已具有 One-Box 的 量产配套才能。跟着新能源轿车及智能驾驭继续打开,线操控动国内浸透率有望逐步进步,国内 供货商有望凭仗本钱及快速呼应等优势获得更多整车厂商认可,迎来更多配套时机。

  在电动车浸透率逐步进步进程中,智能轿车是打开趋势,未来智能轿车浸透率也有望逐年进步, 现阶段,智能轿车中心部件仍需求进口,活跃布局激光雷达、智能座舱、操作体系、高算力芯片、 智能轿车域操控器的公司有望获益,未来有望成为这些公司新的盈余添加点。



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