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域控架構(gòu)正在加速上車 | 《2022智能汽車域控制器產(chǎn)業(yè)報告》發(fā)布

蓋世汽車 2022-07-26 08:14

自博世提出電子電氣架構(gòu)發(fā)展趨勢、特斯拉在Model 3上量產(chǎn)中央計算單元和區(qū)域控制器方案以來，為適應(yīng)軟件定義汽車時代OTA遠程更新升級。當(dāng)前，整個產(chǎn)業(yè)的電子電氣架構(gòu)正在加速向域控架構(gòu)方向發(fā)展，基于功能劃分的經(jīng)典五域域控架構(gòu)正在快速上車。

在此背景下，蓋世汽車研究院通過長期跟蹤產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和進展，總結(jié)形成域控制器產(chǎn)業(yè)報告一份，希望能夠行業(yè)中的您帶來些許收獲和思考。

域控架構(gòu)正在加速上車 | 《2022智能汽車域控制器產(chǎn)業(yè)報告》發(fā)布

本報告主要聚焦經(jīng)典五域的產(chǎn)業(yè)進展以及域控制器未來發(fā)展趨勢開展分析，得到的核心觀點有：

自動駕駛域

由于自動駕駛域控制器產(chǎn)品價值高，行業(yè)在自動駕駛領(lǐng)域的競爭已趨于白熱化階段，共形成傳統(tǒng)外資Tier 1、本土Tier 1、互聯(lián)網(wǎng)科技與軟件公司、整車企業(yè)四大陣營，且四大陣營通過不同的開發(fā)策略已實現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)，據(jù)統(tǒng)計2022年L2級自動駕駛域控制器累計出貨量已達到24萬套，宏景智駕、德賽西威等本土Tier1市占率相對靠前；行泊一體因能進一步共用環(huán)境感知傳感器、降本增效而得到快速發(fā)展，目前德賽西威、福瑞泰克等本土多家Tier1已推出了多款行泊一體域控產(chǎn)品，未來兩到三年內(nèi)行泊一體域控制器有望迎來規(guī)模化上車；

智能座艙域

伴隨著座艙智能化、科技化帶來的體驗升級，一芯多屏以及融合輔助駕駛功能的座艙域控制器正加速落地，據(jù)統(tǒng)計2022年智能座艙域控制器累計出貨量達到47萬套，以德賽西威為代表的國內(nèi)Tier1正在崛起；

車身域控制器

除了集成車身控制單元以及車身電子元器件之外，進一步融合對實時性要求不高的相關(guān)功能是發(fā)展方向，目前恒潤、東風(fēng)和比亞迪的車身域控制器方案均集成了空調(diào)控制等功能；

底盤域控制器

在高階自動駕駛的推動下，通過線控底盤來實現(xiàn)車輛橫向、縱向以及垂直方向的安全執(zhí)行是發(fā)展方向，但底盤懸架、制動和轉(zhuǎn)向等系統(tǒng)仍被巨頭壟斷，給底盤域控制器開發(fā)形成較高技術(shù)壁壘，目前國內(nèi)僅蔚來、科博達、華夏龍暉以及拿森等幾家企業(yè)有相應(yīng)產(chǎn)品推出；

動力域控制器

目前主要是集成新能源汽車大三電和小三電以及整車控制器等系統(tǒng)控制功能，VCU+BMS+“XCU”是當(dāng)前動力域的主流集成方案；

SoC高性能域控芯片

在域控架構(gòu)下，我國即將上市的中高端車型的自動駕駛域和智能座艙域均開始搭載高性能SoC芯片，提高產(chǎn)品競爭力；

未來趨勢

①以功能區(qū)分的域控制器也存在天然的“算力資源浪費”和“性能偏科”，而域融合架構(gòu)方案和基于區(qū)域控制器和中央計算機方案能進一步降低線束數(shù)量和性能整合，有效降低物料成本和提高集中化需求，是下階段域控制器的發(fā)展方向；

②圍繞域融合和中央集成發(fā)展趨勢，許多車企均計劃在未來幾年內(nèi)加速推出“中央集成+區(qū)域控制器”電子電氣架構(gòu)，進一步對整車的控制功能單元進行深度集成和融合，同時圍繞高價值的自動駕駛和智能座艙域控制器，以新勢力為代表的多家主機廠正在加速供應(yīng)鏈核心環(huán)節(jié)的自主布局；

③基于新四化和E/E架構(gòu)發(fā)展趨勢，預(yù)計到2025年國內(nèi)域控制器的產(chǎn)值將超過800億。

報告共分為三個部分

第一部分是發(fā)展背景，包含域控制器的優(yōu)勢分析、域控制器方案和產(chǎn)業(yè)鏈以及商業(yè)模式等；

第二部分是應(yīng)用進展，重點圍繞自駕域、座艙域、車身域、底盤域和動力域的經(jīng)典五域架構(gòu)進行產(chǎn)業(yè)進展研究；

第三部分是未來趨勢展望，主要包括整車電子電氣架構(gòu)發(fā)展方向、主機廠的布局策略以及域控未來市場規(guī)模預(yù)測等分析。

隨著汽車新四化的快速發(fā)展，整車控制器數(shù)量和軟件代碼數(shù)量均大幅增加，同時通過OTA技術(shù)升級保障用戶常用常新的體驗也有成為標(biāo)配的趨勢。過去傳統(tǒng)分布式E/E架構(gòu)由于存在數(shù)據(jù)傳輸慢、協(xié)同性差、線束裝配成本高和OTA升級面臨技術(shù)難題等缺陷已不再適應(yīng)新趨勢下的需求，而以功能劃分的域架構(gòu)具備軟硬解耦、高算力、高傳輸速率以及實時更新等技術(shù)優(yōu)勢，不僅能夠解決當(dāng)前分布式架構(gòu)的瓶頸，還能夠進一步融合拓展，滿足更多、更快、更安全的產(chǎn)業(yè)新需求。

在域控方案上，目前，無論是車企還是tier1零部件企業(yè)還是以功能為基本邊界進行域控制器的開發(fā)，通過集成對應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)功能，產(chǎn)業(yè)界已然形成了“自駕域、座艙域、車身、底盤和動力”經(jīng)典五域架構(gòu)，但目前由于底盤域和動力域等關(guān)鍵核心功能還是被國外壟斷，發(fā)展相對較慢，“自駕域、座艙域以及車身域“三域架構(gòu)率先開始落地，如華為和大眾MEB平臺當(dāng)前均采用三域架構(gòu)布局。

由于每個域集成的功能存在較大差異，如動力域主要集成大小三電等控制模塊；底盤域主要集成懸掛、制動、轉(zhuǎn)向以及安全氣囊等控制模塊；車身域主要集成車身電子元器件；自駕域主要集成外界環(huán)境感知傳感器及定位模塊；座艙域主要集成中控、儀表、HUD、娛樂系統(tǒng)等。因而，每個功能域其實在開發(fā)過程中對芯片算法、功能安全以及成本等多方面均存在不同的需求，如對于自動駕駛、座艙域控制器而言，芯片性能、操作系統(tǒng)及算法要求較高，兩者的單車價值高；而動力域、底盤域、自動駕駛域功能因涉及出行安全，對功能安全驗證級別要求高等。

那么域控制器到底是什么呢？

我們理解的域控制器其實與傳統(tǒng)ECU在硬件組成上基本相同，都包含芯片、電源、主板、I/O接口等，但是域控制器相較于ECU，最大差別在于是能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬解耦，通過高算力芯片、系統(tǒng)軟件進行功能模塊集成，減少整車ECU的數(shù)量，因而域控制器常被視為汽車運算決策中心，是驅(qū)動智能汽車軟硬件功能耦合的核心系統(tǒng)，其多功能模塊的實現(xiàn)主要依賴于主控芯片強大的算力及并行處理能力，以及軟件操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用算法等軟件架構(gòu)與硬件性能的有機結(jié)合。

從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，目前域控制器上游核心玩家是SoC芯片和軟件架構(gòu)開發(fā)等供應(yīng)商，在自動駕駛和座艙SoC芯片方面，主要還是以國外的企業(yè)為主，國內(nèi)華為、地平線、黑芝麻、芯馳科技開始發(fā)力，未來有望加速在產(chǎn)品端的推廣應(yīng)用；而在域控制器集成開發(fā)供應(yīng)商來看，目前高附加值的座艙域和自駕域是國內(nèi)外大多數(shù)企業(yè)布局的核心，其中自駕域約有50家企業(yè)，座艙域也約有25家企業(yè)，而對于底盤域、車身域和動力域因涉及的控制功能多，且許多控制單元被國外所壟斷，因而當(dāng)前來看布局相對較少。

從域控制商業(yè)化落地方式來看，目前圍繞域控制器產(chǎn)業(yè)的各主要參與方，共形成了五種開發(fā)模式。如第一種模式是以特斯拉為代表的主機廠直接采購芯片并設(shè)計域控制器方案，由廣達、和碩等代工廠進行域控制開發(fā)的模式，目前國內(nèi)的蔚來汽車ET7的自動駕駛域控制器開發(fā)也采用該模式推進；第二種模式是Tier1供應(yīng)商為主機廠提供域控制器生產(chǎn)，典型的代表為德賽西威+英偉達+小鵬；第三種模式是Tier1.5主攻域控基礎(chǔ)軟件平臺，以軟件連接產(chǎn)業(yè)鏈上下進行開發(fā)，如TTTech聯(lián)合上汽成立創(chuàng)時智駕進行域控制器開發(fā)；第四種模式是Tier0.5則源于主機廠全棧自研的訴求，與主機廠深度綁定開發(fā)，如宏景智駕與江淮汽車合資成立域馳智能；德賽西威與富奧股份、一汽集團合資成立富賽汽車電子；第五種模式是系統(tǒng)集成商委托ODM/OEM代工域控制器，如百度ACU由偉創(chuàng)力負(fù)責(zé)代工生產(chǎn)等。雖然產(chǎn)業(yè)存在不同的商業(yè)化落地方式，但從目前來看以Tier1供應(yīng)商為主機廠提供域控制器方案相對領(lǐng)先。

下面以國內(nèi)tier1德賽西威為代表，重點分析其在自動駕駛域控制器和智能座艙域控制器的發(fā)展情況。

德賽西威作為一家深耕座艙電子業(yè)務(wù)超30年的企業(yè)，其座艙相關(guān)產(chǎn)品（車載信息娛樂系統(tǒng)、車載控制器、駕駛信息系統(tǒng)等）收入占比超過90%。隨著自動駕駛的興起，德賽西威抓住發(fā)展機遇，于2016年公司成立智能駕駛事業(yè)部，實現(xiàn)從座艙向自動駕駛領(lǐng)域的擴張。經(jīng)過幾年的發(fā)展和積累，目前德賽西威已同時具有自動駕駛域控制器和智能座艙域控制器量產(chǎn)經(jīng)驗且完成多代產(chǎn)品的迭代，同時具備適配域控制器芯片、電子元器件和操作系統(tǒng)等軟硬件開發(fā)能力，在國內(nèi)域控制器領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

在自駕域方面，德賽西威主要針對低速泊車和L1-L4自動駕駛高速行車兩大場景，已形成了完整的域控制器產(chǎn)品線布局，包含IPU01、IPU02、IPU03等行泊一體方案以及即將要量產(chǎn)的基于英偉達Orin的IPU04平臺，以多樣化的產(chǎn)品矩陣來滿足不同用戶的需求。目前其四代域控制器產(chǎn)品累計出貨量已達數(shù)百萬臺，同時面向未來跨域融合和中央計算架構(gòu)的發(fā)展，公司提前布局了IPU 04Pro和IPU05等兩款高性能域控制器，其中IPU 04 Pro預(yù)計將于2023年量產(chǎn)，預(yù)計將采用英偉達OrinX+8295+S32G的芯片駕駛，實現(xiàn)AI算力1000-2000Tops，支持智能駕駛、智能座艙、車身以及網(wǎng)關(guān)的深度融合。

在智能座艙領(lǐng)域，德賽西威在2018年就率先量產(chǎn)了其首款域控制器，截至目前共推出了5款產(chǎn)品，產(chǎn)品線布局完整。另外，面對一芯多屏的發(fā)展趨勢，德賽西威已完成了硬件隔離（Hardware Partition）和虛擬機監(jiān)視器（Hypervisor）兩種技術(shù)布局。其中，硬件隔離（Hardware Partition）應(yīng)用于德賽西威2022年推出的國產(chǎn)定制座艙平臺，該平臺采用芯馳科技X9SP芯片，支撐國產(chǎn)方案的定制開發(fā)；虛擬機監(jiān)視器（Hypervisor）是德賽西威從2019年開始和 BlackBerry 合作推出一機雙屏虛擬智能座艙域控制器，目前該域控制器方案能夠兼容瑞薩和高通旗下多款芯片，已應(yīng)用于奇瑞、廣汽、理想等旗下車型，同時基于Hypervisor架構(gòu)，德賽正在進行全新域控制器的開發(fā)，該域控制器將搭載高通第四代座艙芯片8295，已獲得某項目定點，能夠?qū)崿F(xiàn)多模融合并集成駕駛輔助功能。