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域控架构正在加速上车 | 《2022智能汽车域控制器产业报告》发布

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时间:1900/1/1 0:00:00

自博世提出电子电气架构发展趋势,特斯拉在Model 3上量产中央计算单元和区域控制器方案以来,OTA远程更新升级适应软件定义汽车时代。目前整个行业的电子电气架构正在加速向域控制架构方向发展,经典的基于功能划分的五域域控制架构正在快速上车。

在此背景下,盖世汽车研究院通过长期跟踪行业发展趋势和进展,总结形成了一份关于域控制器行业的报告,希望能给你带来一些行业内的收获和思考。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

本报告主要关注经典五域的产业进展和域控制器的未来发展趋势,核心观点如下:

自动驾驶领域

由于自动驾驶控制器产品的高价值,行业内自动驾驶领域的竞争变得激烈,形成了四大阵营:传统国外Tier1、本土Tier 1、互联网技术和软件公司、整车公司,四大阵营通过不同的发展策略实现了产品的量产。据统计,2022年L2自动驾驶控制器累计出货量已达24万台,宏景智家、德赛西威等本土一级市场占有率较高。目前很多本土的Tier1公司,如德赛四维、福瑞泰克等都推出了不少集成域控制产品。未来两到三年,集成域控制器有望大规模上车。

智能驾驶舱领域

随着智能座舱和技术带来的体验升级,一核多屏、辅助驾驶功能的座舱控制器正在加速发展。据统计,2022年智能驾驶舱控制器累计出货量达47万台,以德赛四维为代表的国产Tier1呈上升趋势。

主体域控制器

除了集成车身控制单元和车身电子元件,进一步集成对实时性要求不高的相关功能是发展方向。目前恒润、东风、比亚迪的车身控制器方案都集成了空调控制等功能;

机箱域控制器

在高级自动驾驶的驱动下,通过线控底盘实现车辆在横向、纵向、垂直方向的安全执行是发展方向,但底盘悬挂、制动、转向系统仍被巨头垄断,对底盘域控制器的发展形成了较高的技术壁垒。目前国内只有少数企业推出了相应的产品,如蔚来、科博达、华夏龙辉、纳森等。

动态域控制器

目前主要集成了新能源汽车的系统控制功能,如大三板、小三板、整车控制器等。VCU+BMS+“XCU”是当前电源领域的主流集成方案;

SoC高性能域控制器芯片

在域控制架构下,国内即将上市的中高端车型的自动驾驶域和智能驾驶舱域均搭载高性能SoC芯片,提高产品竞争力;

未来趋势

①按功能区分的域控制器也有天然的“计算能力资源浪费”和“性能偏向”,而基于区域控制器和中心计算机的域融合架构方案和方案,可以进一步减少线束数量和性能集成,有效降低材料成本,提高集中需求,是下一阶段域控制器的发展方向;

(2)围绕域集成和中央集成的发展趋势,多家车企计划在未来几年内加速推出“中央集成+区域控制器”电子电气架构,进一步整合和集成整车的控制功能单元。与此同时,围绕高价值的自动驾驶和智能驾驶舱域控制器,以新势力为代表的众多主机厂正在加速供应链核心环节的自主布局;③基于新四化和E/E架构的发展趋势,预计到2025年国内域控制器产值将超过800亿。

报告分为三个部分。

第一部分是开发背景,包括域控制器的优势分析、域控制器方案、产业链和商业模式。

第二部分是应用进展,重点围绕自动驾驶领域、驾驶舱领域、车身领域、底盘领域、动力领域的经典五领域架构进行产业进展研究;

第三部分是对未来趋势的展望,包括整车电子电气架构的发展方向、主机厂的布局策略以及对未来域控市场规模的预测。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

随着汽车新四化的快速发展,车辆控制器的数量和软件代码的数量大大增加。同时,升级OTA技术以保证用户的频繁和创新体验已经成为标准趋势。过去传统的分布式E/E架构由于数据传输慢、协调性差、线束组装成本高以及OTA升级面临的技术难题等缺陷,已经不能满足新趋势的需求。按功能划分的域架构具有软硬解耦、高计算能力、高传输速率、实时更新的技术优势,不仅可以解决当前分布式架构的瓶颈,还可以进一步整合和扩展,满足更多、更快、更安全的新型工业需求。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

关于域控制方案,目前无论车企还是tier1零部件公司都在开发以功能为基本边界的域控制器,业内通过整合相应专业领域的相关功能,形成了经典的“自驾域、驾驶舱域、车身、底盘、动力”五域架构。但目前由于底盘域、动力域等关键核心功能被国外垄断,发展较为缓慢,“自动驾驶域、驾驶舱域、车身域”三域架构已占得先机。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

因为各个域集成的功能差异很大,比如电源域主要集成大、小、三电设备等控制模块;底盘域主要集成悬架、制动、转向、安全气囊等控制模块;车身领域主要集成车身电子元器件;自动驾驶领域主要集成外部环境感知传感器和定位模块;驾驶舱区主要集成中控、仪表、HUD、娱乐系统等。所以其实每个功能域在开发过程中对芯片算法、功能安全性、成本都有不同的要求。比如对于自动驾驶仪和驾驶舱控制器,芯片性能、操作系统、算法更高,其单车价值更高;而动力域、底盘域、自动驾驶域的功能,因为涉及到出行安全,需要高水平的功能安全验证。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

那么域控制器到底是什么呢?

其实我们理解的域控制器在硬件构成上和传统ECU基本相同,包括芯片、电源、主板、I/O接口等。但与ECU相比,域控制器最大的区别在于可以实现软硬件解耦,通过高运算芯片和系统软件集成功能模块,减少整车ECU数量。因此,域控制器往往被视为汽车运行和决策的中心,是耦合软硬件功能驱动智能汽车的核心系统。其多功能模块的实现主要依靠主控芯片强大的计算能力和并行处理能力,以及软件操作系统、中间件、应用算法等软件架构和硬件性能的有机结合。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

从整个产业链来看,目前域控制器上游的核心玩家是SoC芯片、软件架构开发等供应商。自动驾驶和驾驶舱SoC芯片方面,以国外公司为主,国内华为、地平线、黑芝麻、芯驰科技开始发力,未来有望加速产品的推广应用;从域控制器集成开发供应商来看,目前高附加值的驾驶舱域和自动驾驶域是国内外大部分企业布局的核心,其中自动驾驶域企业约50家,驾驶舱域企业约25家。而对于底盘域、车身域、动力域,涉及的控制功能多,控制单元多被国外垄断,目前布局相对较少。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

从域控制器商业化的落地模式来看,围绕域控制器行业的主要参与者,形成了五种发展模式。比如第一种模式是以特斯拉为代表的OEM厂商直接采购芯片,设计域控制器方案,由广达、和硕等代工厂进行域控制开发。目前蔚来ET7的自动驾驶领域控制器在国内的发展也是通过这种模式推动的。第二种模式是Tier1供应商为主机厂提供域控制器生产,典型代表是德赛四维+英伟达+小鹏;第三种模式是Tier1.5,以域控基础软件平台为主,用软件连接上下游产业链进行开发。比如TTTech和SAIC成立创世之家,开发域控制器;第四种模式是Tier0.5,源于主机厂的全栈自研需求,与主机厂深度绑定。比如鸿景智家和江淮汽车联合成立域驰智能;德赛四维、富奥股份、一汽集团合资成立富赛汽车电子;第五种模式是系统集成商委托ODM/OEM制造域控制器。例如,伟创力负责百度ACU的代工生产。虽然业内有不同的商用落地模式,但目前Tier1供应商为主机厂提供域控制器相对领先。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

以国产tier1德赛四维为代表,重点介绍其自动驾驶域控制器和智能驾驶舱域控制器的开发。

作为深耕驾驶舱电子业务30多年的企业,德赛四维的驾驶舱相关产品(车载信息娱乐系统、车载控制器、驾驶信息系统等。)占其营收的90%以上。随着自动驾驶的兴起,德赛四维抓住发展机遇,于2016年成立智能驾驶事业部,实现从驾驶舱到自动驾驶的拓展。经过几年的发展和积累,德赛四维已经具备了自动驾驶控制器和智能驾驶舱控制器的量产经验,并完成了多代产品的迭代。同时具备自适应域控制器芯片、电子元器件、操作系统等软硬件开发能力,在国内域控制器领域处于领先地位。

在自驾领域,德赛四维主要针对低速泊车和L1-L4自驾高速驾驶,形成了完整的领域控制器产品线布局,包括IPU01、IPU02、IPU03等一体化泊车泊车方案,以及即将量产的基于NVIDIA Orin的IPU04平台,产品矩阵多元化,满足不同用户的需求。目前其第四代域控制器产品累计出货量已达数百万。同时,面对未来跨域融合和中央计算架构的发展,公司提前布局了IPU 04Pro和IPU05两款高性能域控制器。其中,IPU 04 Pro预计2023年量产,预计采用NVIDIA OrinX+8295+S32G芯片进行驱动,实现1000-2000Tops的AI运算能力,支持智能驾驶和智能驾驶舱。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng0

在智能座舱领域,德赛四维于2018年率先量产其首款域控制器。截至目前,已推出五款产品,产品线布局完整。此外,面对一核多屏的发展趋势,德赛四维完成了硬件分区和虚拟机监视器两大技术布局。其中,硬件分区应用于德赛四维2022年推出的国产定制座舱平台,采用核心技术的X9SP芯片,支持国产解决方案的定制开发。虚拟机监视器(Hypervisor)是德赛四维在2019年与黑莓合作推出的一机双屏的虚拟智能驾驶舱域控制器。目前,该域控制器方案兼容瑞萨和高通的多种芯片,并已应用于奇瑞、广汽和理想。同时,基于Hypervisor架构,德赛正在开发一款全新的域控制器,该控制器将搭载高通第四代cockpit芯片8295,并已被指定为一个项目,可实现多模式集成。自博世提出电子电气架构发展趋势,特斯拉在Model 3上量产中央计算单元和区域控制器方案以来,OTA远程更新升级适应软件定义汽车时代。目前整个行业的电子电气架构正在加速向域控架构方向发展,经典的基于功能划分的五域域控架构正在快速上车。

在此背景下,盖世汽车研究院通过长期跟踪行业发展趋势和进展,总结形成了一份关于域控制器行业的报告,希望能给你带来一些行业内的收获和思考。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

本报告主要关注cla的工业进展……ic五大域和域控制器的未来发展趋势,核心观点如下:

自动驾驶领域

由于自动驾驶控制器产品的高价值,行业内自动驾驶领域的竞争变得激烈,形成了四大阵营:传统国外Tier1、本土Tier 1、互联网技术和软件公司、整车公司,四大阵营通过不同的发展策略实现了产品的量产。据统计,2022年L2自动驾驶控制器累计出货量已达24万台,宏景智家、德赛西威等本土一级市场占有率较高。目前很多本土的Tier1公司,如德赛四维、福瑞泰克等都推出了不少集成域控制产品。未来两到三年,集成域控制器有望大规模上车。

智能驾驶舱领域

随着智能座舱和技术带来的体验升级,一核多屏、辅助驾驶功能的座舱控制器正在加速发展。据统计,2022年智能驾驶舱控制器累计出货量达47万台,以德赛四维为代表的国产Tier1呈上升趋势。

主体域控制器

除了集成车身控制单元和车身电子元件,进一步集成对实时性要求不高的相关功能是发展方向。目前恒润、东风、比亚迪的车身控制器方案都集成了空调控制等功能;

机箱域控制器

在高级自动驾驶的驱动下,通过线控底盘实现车辆在横向、纵向、垂直方向的安全执行是发展方向,但底盘悬挂、制动、转向系统仍被巨头垄断,对底盘域控制器的发展形成了较高的技术壁垒。目前国内只有少数企业推出了相应的产品,如蔚来、科博达、华夏龙辉、纳森等。

动态域控制器

目前主要集成了新能源汽车的系统控制功能,如大三板、小三板、整车控制器等。VCU+BMS+“XCU”是当前电源领域的主流集成方案;

SoC高性能域控制器芯片

在域控制架构下,国内即将上市的中高端车型的自动驾驶域和智能驾驶舱域均搭载高性能SoC芯片,提高产品竞争力;

未来趋势

①按功能区分的域控制器也有天然的“计算能力资源浪费”和“性能偏向”,而基于区域控制器和中心计算机的域融合架构方案和方案,可以进一步减少线束数量和性能集成,有效降低材料成本,提高集中需求,是下一阶段域控制器的发展方向;

(2)围绕域集成和中央集成的发展趋势,多家车企计划在未来几年内加速推出“中央集成+区域控制器”电子电气架构,进一步整合和集成整车的控制功能单元。与此同时,围绕高价值的自动驾驶和智能驾驶舱域控制器,以新势力为代表的众多主机厂正在加速供应链核心环节的自主布局;

③基于新四化和E/E架构的发展趋势,预计到2025年国内域控制器产值将超过800亿。

报告分为三个部分。

第一部分是开发背景,包括域控制器的优势分析、域控制器方案、产业链和商业模式。

第二部分是应用进展,重点围绕自动驾驶领域、驾驶舱领域、车身领域、底盘领域、动力领域的经典五领域架构进行产业进展研究;第三部分是对未来趋势的展望,包括整车电子电气架构的发展方向、主机厂的布局策略以及对未来域控市场规模的预测。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

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Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

随着汽车新四化的快速发展,车辆控制器的数量和软件代码的数量大大增加。同时,升级OTA技术以保证用户的频繁和创新体验已经成为标准趋势。过去传统的分布式E/E架构由于数据传输慢、协调性差、线束组装成本高以及OTA升级面临的技术难题等缺陷,已经不能满足新趋势的需求。按功能划分的域架构具有软硬解耦、高计算能力、高传输速率、实时更新的技术优势,不仅可以解决当前分布式架构的瓶颈,还可以进一步整合和扩展,满足更多、更快、更安全的新型工业需求。

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关于域控制方案,目前无论车企还是tier1零部件公司都在开发以功能为基本边界的域控制器,业内通过整合相应专业领域的相关功能,形成了经典的“自驾域、驾驶舱域、车身、底盘、动力”五域架构。但目前由于底盘域、动力域等关键核心功能被国外垄断,发展较为缓慢,“自动驾驶域、驾驶舱域、车身域”三域架构已占得先机。

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因为各个域集成的功能差异很大,比如电源域主要集成大、小、三电设备等控制模块;底盘域主要集成悬架、制动、转向、安全气囊等控制模块;车身领域主要集成车身电子元器件;自动驾驶领域主要集成外部环境感知传感器和定位模块;驾驶舱区主要集成中控、仪表、HUD、娱乐系统等。所以其实每个功能域在开发过程中对芯片算法、功能安全性、成本都有不同的要求。比如对于自动驾驶仪和驾驶舱控制器,芯片性能、操作系统、算法更高,其单车价值更高;而动力域、底盘域、自动驾驶域的功能,因为涉及到出行安全,需要高水平的功能安全验证。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

那么域控制器到底是什么呢?

其实我们理解的域控制器在硬件构成上和传统ECU基本相同,包括芯片、电源、主板、I/O接口等。但与ECU相比,域控制器最大的区别在于可以实现软硬件解耦,通过高运算芯片和系统软件集成功能模块,减少整车ECU数量。因此,域控制器往往被视为汽车运行和决策的中心,是耦合软硬件功能驱动智能汽车的核心系统。其多功能模块的实现主要依靠主控芯片强大的计算能力和并行处理能力,以及软件操作系统、中间件、应用算法等软件架构和硬件性能的有机结合。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

从整个产业链来看,目前域控制器上游的核心玩家是SoC芯片、软件架构开发等供应商。自动驾驶和驾驶舱SoC芯片方面,以国外公司为主,国内华为、地平线、黑芝麻、芯驰科技开始发力,未来有望加速产品的推广应用;从域控制器集成开发供应商来看,目前高附加值的驾驶舱域和自动驾驶域是国内外大部分企业布局的核心,其中自动驾驶域企业约50家,驾驶舱域企业约25家。而对于底盘域、车身域、动力域,涉及的控制功能多,控制单元多被国外垄断,目前布局相对较少。

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从域控制器商业化的落地模式来看,围绕域控制器行业的主要参与者,形成了五种发展模式。比如第一种模式是以特斯拉为代表的OEM厂商直接采购芯片,设计域控制器方案,由广达、和硕等代工厂进行域控制开发。目前蔚来ET7的自动驾驶领域控制器在国内的发展也是通过这种模式推动的。第二种模式是Tier1供应商为主机厂提供域控制器生产,典型代表是德赛四维+英伟达+小鹏;第三种模式是Tier1.5,以域控基础软件平台为主,用软件连接上下游产业链进行开发。比如TTTech和SAIC成立创世之家,开发域控制器;第四种模式是Tier0.5,源于主机厂的全栈自研需求,与主机厂深度绑定。比如鸿景智家和江淮汽车联合成立域驰智能;德赛四维、富奥股份、一汽集团合资成立富赛汽车电子;第五种模式是系统集成商委托ODM/OEM制造域控制器。例如,伟创力负责百度ACU的代工生产。虽然业内有不同的商用落地模式,但目前Tier1供应商为主机厂提供域控制器相对领先。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng

以国产tier1德赛四维为代表,重点介绍其自动驾驶域控制器和智能驾驶舱域控制器的开发。

作为深耕驾驶舱电子业务30多年的企业,德赛四维的驾驶舱相关产品(车载信息娱乐系统、车载控制器、驾驶信息系统等。)占其营收的90%以上。随着自动驾驶的兴起,德赛四维抓住发展机遇,于2016年成立智能驾驶事业部,实现从驾驶舱到自动驾驶的拓展。经过几年的发展和积累,德赛四维已经具备了自动驾驶控制器和智能驾驶舱控制器的量产经验,并完成了多代产品的迭代。同时具备自适应域控制器芯片、电子元器件、操作系统等软硬件开发能力,在国内域控制器领域处于领先地位。

在自驾领域,德赛四维主要针对低速泊车和L1-L4自驾高速驾驶,形成了完整的领域控制器产品线布局,包括IPU01、IPU02、IPU03等一体化泊车泊车方案,以及即将量产的基于NVIDIA Orin的IPU04平台,产品矩阵多元化,满足不同用户的需求。目前其第四代域控制器产品累计出货量已达数百万。同时,面对未来跨域融合和中央计算架构的发展,公司提前布局了IPU 04Pro和IPU05两款高性能域控制器。其中,IPU 04 Pro预计2023年量产,预计采用NVIDIA OrinX+8295+S32G芯片进行驱动,实现1000-2000Tops的AI运算能力,支持智能驾驶和智能驾驶舱。

Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng0

在智能座舱领域,德赛四维于2018年率先量产其首款域控制器。截至目前,已推出五款产品,产品线布局完整。此外,面对一核多屏的发展趋势,德赛四维完成了硬件分区和虚拟机监视器两大技术布局。其中,硬件分区应用于德赛四维2022年推出的国产定制驾驶舱平台,采用核心技术的X9SP芯片,支持国产解决方案的定制开发。虚拟机监视器(Hypervisor)是德赛四维在2019年与黑莓合作推出的一机双屏的虚拟智能驾驶舱域控制器。目前,该域控制器方案兼容瑞萨和高通的多种芯片,并已应用于奇瑞、广汽和理想。同时,基于Hypervisor架构,德赛正在开发一款全新的域控制器,该控制器将搭载高通第四代cockpit芯片8295,并已被指定为一个项目,可实现多模式集成。Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng2

报告全文(PDF版)共35页。

众筹获得完整报告

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

报告全文(PDF版)共35页。

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Tesla, Weilai, BYD, Volkswagen, Dongfeng3

标签:特斯拉蔚来比亚迪大众东风

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