本文來自微信公眾號(hào)“樂晴智庫精選”。
汽車行業(yè)過去三年實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)化的快速普及，滲透率已經(jīng)提升至接近35%。當(dāng)前汽車智能化接棒電動(dòng)化大方向已經(jīng)明確，行業(yè)目前滲透率還較低，未來自動(dòng)駕駛等級(jí)向L3及以上等級(jí)發(fā)展具有長期空間，有望成為核心賽道。
汽車智能化在電子視角拆分為自動(dòng)駕駛域和智能座艙域兩條線。
汽車智能化產(chǎn)業(yè)鏈邏輯框架：
資料來源：東方財(cái)富、行行查
01
自動(dòng)駕駛
自動(dòng)駕駛汽車指主要依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)和全球定位及車路協(xié)同等技術(shù)，使汽車具有環(huán)境感知、路徑規(guī)劃和自主控制的能力，從而可讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)操作的機(jī)動(dòng)車輛。
根據(jù)最新國標(biāo)，將自動(dòng)駕駛技術(shù)劃分為L0至L5六個(gè)等級(jí)。目前L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)在電動(dòng)車平臺(tái)廣泛搭載，其滲透率提升節(jié)奏類似電動(dòng)車，同樣達(dá)到了2022年34.9%的水平。汽車電動(dòng)化為智能化奠定了充分的基礎(chǔ)。
而根據(jù)各大廠商量產(chǎn)車型發(fā)布信息總結(jié)，從2023年開始，將進(jìn)入L3自動(dòng)駕駛技術(shù)批量上車的新階段。
自動(dòng)駕駛功能的實(shí)現(xiàn)需要汽車制造商、零部件供應(yīng)商、車載計(jì)算平臺(tái)開發(fā)商、出行服務(wù)供應(yīng)商等多方主體參與，因此產(chǎn)業(yè)鏈較長。
“感知層-決策層-執(zhí)行層”構(gòu)成自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈上的通路，三個(gè)層級(jí)分別代替人的眼睛、大腦、手腳，中游為整車廠+解決方案提供商雙架構(gòu)，包括傳統(tǒng)的車企以及所謂的造車新勢力；下游場景豐富多元，主要為整車廠和第三方服務(wù)。
有別于傳統(tǒng)人工駕駛車輛，自動(dòng)駕駛車輛最大特點(diǎn)是AI技術(shù)的主導(dǎo)，其駕駛過程是機(jī)器不斷收集駕駛信息并進(jìn)行信息分析和自我學(xué)習(xí)從而達(dá)到自動(dòng)駕駛的系統(tǒng)工程。
資料來源：CSDN
1.感知層
感知層是自動(dòng)駕駛?cè)蠛诵牟糠值牡谝徊糠?，其?fù)責(zé)搜集環(huán)境和車體自身的信息，為自動(dòng)駕駛汽車提供決策和執(zhí)行的信息源。
環(huán)境感知是感知層的核心部分，為獲得自動(dòng)駕駛汽車所處的環(huán)境信息。
目前的主流解決方案是多傳感器的融合，其中車載攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)是自動(dòng)駕駛汽車獲取駕駛環(huán)境信息的三大核心部件。
各類傳感器的性能優(yōu)勢：
資料來源：行行查
1.1車載攝像頭
攝像頭是視覺影像處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，適用于目標(biāo)分類。
ADAS攝像頭根據(jù)安裝位置及視野的不同可以分為前視、后視、環(huán)視、側(cè)視以及內(nèi)視攝像頭。前視攝像頭用于識(shí)別前方道路情況；環(huán)視攝像頭為車輛提供360度成像；側(cè)視攝像頭用于盲點(diǎn)監(jiān)測；后視攝像頭用于實(shí)現(xiàn)泊車輔助，內(nèi)置攝像頭用于車內(nèi)駕駛員監(jiān)測。
根據(jù)TSR的數(shù)據(jù)，2022年，全球車載攝像頭出貨量達(dá)2.39億顆，收入規(guī)模約50億美元。到2030年車載攝像頭模塊系統(tǒng)方案的收入規(guī)模將到達(dá)310億美元。
車載攝像頭基本采用CMOS傳感器，約占攝像頭成本的50%。市場格局方面來看，第一梯隊(duì)：安森美、韋爾股份（收購豪威科技）；第二梯隊(duì)：索尼、斯特威等。
鏡頭約占攝像頭成本的20%。目前車載攝像頭鏡頭供應(yīng)商形成一超多強(qiáng)的格局：一超指國產(chǎn)的舜宇光學(xué)，其市占率常年穩(wěn)定在30%以上，多強(qiáng)指日立、三協(xié)、世高、桑來斯等美日韓廠商。近年國內(nèi)的聯(lián)創(chuàng)電子、歐菲光發(fā)展迅猛，積極發(fā)展技術(shù)并搶占市場，躋身多強(qiáng)行列。
1.2激光雷達(dá)
激光雷達(dá)性能最優(yōu)，分辨率高，精度極高，抗有源干擾能力強(qiáng)，是目前實(shí)現(xiàn)3D空間建模的必備硬件。
激光雷達(dá)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車、工業(yè)、無人機(jī)、機(jī)器人和3D測繪等行業(yè)，更是高階無人駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
激光雷達(dá)被大多數(shù)整車廠、Tier1認(rèn)為是L3級(jí)及以上自動(dòng)駕駛必備的傳感器。
其兼具測距遠(yuǎn)、角度分辨率優(yōu)、受環(huán)境光照影響小的特點(diǎn)，且無需深度學(xué)習(xí)算法，可直接獲得物體的距離和方位信息，與其他傳感器互補(bǔ)結(jié)合使用可幫助感知系統(tǒng)減小探測誤差。
激光雷達(dá)探測系統(tǒng)主要由發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)處理器三部分以及使此三部分協(xié)調(diào)工作的其他機(jī)構(gòu)共同組成。
車載激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈及部分代表廠商：
資料來源：各公司官網(wǎng)、中信證券
1.3毫米波雷達(dá)
毫米波雷達(dá)的波長介于厘米波和光波之間，兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。
汽車毫米波雷達(dá)因?yàn)槟軌蛉旌蚬ぷ?，已成為汽車電子廠商公認(rèn)的主流選擇，擁有巨大的市場需求。而PCB屬于毫米波雷達(dá)的重要構(gòu)成部分，因此也具備廣闊的需求。
毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游射頻MMIC芯片、高頻PCB、處理芯片以及后端算法等相關(guān)企業(yè)，中游包括成品毫米波雷達(dá)的生產(chǎn)企業(yè)，下游則為主機(jī)廠。
4D毫米波雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集成技術(shù)經(jīng)歷了分立模式、模組合成、SoC集成三次技術(shù)升級(jí)，SoC集成是未來發(fā)展趨勢。MMIC、DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、MCU(微控制器)是4D毫米波雷達(dá)的核心部件。
毫米波雷達(dá)被外資壟斷，市場結(jié)構(gòu)集中，前五大市場主體博世、大陸、安波福、Veoneer、海拉，合計(jì)占比84%。
MMIC芯片目前主要來自恩智浦、英飛凌、德州儀器、Mobileye等海外芯片設(shè)計(jì)公司，我國國產(chǎn)實(shí)力相對(duì)薄弱，國內(nèi)廠商有加特蘭微電子、清能華波、矽杰微電子等。
整機(jī)廠商方面，國內(nèi)德賽西威、森思泰克、華域汽車等行業(yè)先行者，已經(jīng)具備77GHz毫米波雷達(dá)量產(chǎn)能力，隨著國產(chǎn)替代加速。
2.決策層
決策層被視為自動(dòng)駕駛的中央大腦，分析數(shù)據(jù)，輸出指令，依據(jù)感知層獲取的信息進(jìn)行決策判斷，制定相應(yīng)控制策略，替代人類做出駕駛決策。
決策算法需要覆蓋多數(shù)罕見路況的海量數(shù)據(jù)以及完善高效的人工智能技術(shù)。
決策層主要包含操作系統(tǒng)、芯片、計(jì)算平臺(tái)和算法等，核心為主芯片、域控制器、內(nèi)存等硬件。
2.1主芯片
主芯片依據(jù)傳感器所獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行決策分析，采用自動(dòng)駕駛算法預(yù)測車輛與周圍環(huán)境的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)行路徑規(guī)劃，并控制車輛行駛軌跡。
隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的逐漸提升，高性能算力需求快速增長。
GPU/VPU成為汽車主芯片市場的主要選擇?；诙喾N人工智能芯片的SoC將計(jì)算異構(gòu)融合成為主流汽車芯片的解決方案。
CPU承擔(dān)邏輯操作和任務(wù)調(diào)度，GPU作為通用加速器承擔(dān)著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)的任務(wù)，F(xiàn)PGA作為硬件加速器承擔(dān)順序機(jī)器學(xué)習(xí)（RNN/LSTM/增強(qiáng)學(xué)習(xí)）的任務(wù)，VPU專為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理操作而設(shè)計(jì)。
從國產(chǎn)替代方案來看，GPU主要廠商有景嘉微、海光信息、好利科技等；國產(chǎn)CPU龍頭有海光信息、龍芯中科、中國長城等。
近些年來涌現(xiàn)出一些優(yōu)秀的FPGA研發(fā)企業(yè)，包括紫光同創(chuàng)、成都華微電子、安路科技、高云半導(dǎo)體，復(fù)旦微電、京微齊力等。
在競爭日益激烈的自動(dòng)駕駛主芯片市場，形成了車企（特斯拉）、人工智能芯片供應(yīng)商（Mobileye/英偉達(dá)）、傳統(tǒng)汽車芯片供應(yīng)商（恩智浦/瑞薩）、消費(fèi)電子芯片巨頭（高通/華為）的競爭格局。同時(shí)，國內(nèi)也出現(xiàn)了零跑、地平線、黑芝麻智能等自動(dòng)駕駛芯片初創(chuàng)公司。
英偉達(dá)Drive AGX汽車主芯片路線圖：
2.2域控制器
域控制器作為分析與控制層，不僅需要對(duì)輸入信息進(jìn)行有效的處理、融合等分析工作，還需要通過輸出指令實(shí)現(xiàn)控制功能。其工作流程可以簡要概括為“輸入數(shù)據(jù)-數(shù)據(jù)的處理與融合-輸出指令”。
域控制能夠打通原來硬件的分布式架構(gòu)限制，降低系統(tǒng)硬件和通信架構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，有效降低各個(gè)分散的控制器之間的通信資源，并能夠有效降低整個(gè)座艙域的系統(tǒng)成本。
是智能座艙發(fā)展的關(guān)鍵，向上支撐軟件層、向下整合各類傳感器以及硬件系統(tǒng)。
經(jīng)典五大域控包括動(dòng)力域、底盤域、車身域、智駕域、座艙域，其中動(dòng)力域、底盤域、車身域向整車控制域和區(qū)域架構(gòu)演變。
在多種業(yè)務(wù)模式并存下，域控制器市場競爭日益激烈。
終端車企通過與眾多供應(yīng)商的合作開發(fā)域控制器，有利于車企構(gòu)建全棧開發(fā)能力，車企會(huì)從開發(fā)成本、性能、個(gè)性化等多維度選擇域控制器的開發(fā)模式。
從智能座艙行業(yè)域控制器市場格局來看，目前我國智能座艙域控制器市場仍較分散。德賽西威市場分額占比最高，達(dá)到10.86%；其次是東軟睿馳，占比為10.32%；延鋒偉世通、佛吉亞、哈曼占比分別達(dá)7.84%、6.68%、6.18%，市場集中度尚且較低。
中國智能座艙域控制器份額占比：
資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院
Frost&Sullivan統(tǒng)計(jì)，2019-2022年，國內(nèi)自動(dòng)駕駛域控制器市場規(guī)模由1億元增長至98億元，對(duì)應(yīng)CAGR為341%；且預(yù)計(jì)2026年將達(dá)到645億元，對(duì)應(yīng)2022-2026年CAGR為60%；同時(shí)，國內(nèi)自動(dòng)駕駛域控制器滲透率有望在2026/2030年提升至35%/73%，高于全球平均水平。
3.執(zhí)行層
執(zhí)行層主要包含動(dòng)力總成（發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)）、制動(dòng)以及各類電子電氣系統(tǒng)，其核心是包含制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、換擋、油門、懸架等在內(nèi)的底盤系統(tǒng)。
由于在自動(dòng)駕駛條件下，底盤系統(tǒng)要根據(jù)感知層和決策層形成的信息進(jìn)行自主反應(yīng)，因此傳統(tǒng)機(jī)械式底盤系統(tǒng)，必須向線控且有冗余特征的發(fā)展方向轉(zhuǎn)型，成為智能駕駛未來發(fā)展的必備方向。
執(zhí)行層主要參與廠商包括伯特利、拓普集團(tuán)、均勝電子、亞太股份等企業(yè)。
據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，至2026年我國線控底盤市場規(guī)模有望達(dá)到574.6億元，年化增速30%以上。
自動(dòng)駕駛有望成為未來十年最大的科技變革,從人駕到類似智能服務(wù)器裝四輪驅(qū)動(dòng)的自駕的轉(zhuǎn)變將對(duì)硬件產(chǎn)業(yè)鏈形成巨大的提升，大幅提高激光雷達(dá),攝像頭,毫米波雷達(dá),CV2X等感知層芯片,GPU/CPU/FPGA/AI芯片等決策層芯片，以及高速以太網(wǎng)接口等執(zhí)行層芯片的需求，未來中國自動(dòng)駕駛?cè)a(chǎn)業(yè)鏈有望迎來重要發(fā)展機(jī)遇期。
02
智能座艙
當(dāng)前市場上廣義的智能座艙指的是車內(nèi)一切和人類產(chǎn)生互動(dòng)的產(chǎn)品所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)，包括全液晶儀表、車聯(lián)網(wǎng)、車載信息娛樂系統(tǒng)IVI、ADAS高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)、語音識(shí)別、手勢識(shí)別、HUD、AR、AI、全息、氛圍燈、智能座椅等方面。
狹義的智能座艙將重心放在了智能中控屏上，也就是俗稱的“車機(jī)”。
智能座艙核心產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的芯片、高精地圖、交互算法、顯示面板等軟硬件，中游主要包括車載信息娛樂系統(tǒng)、全液晶儀表、流媒體后視鏡、HUD抬頭顯示、車聯(lián)網(wǎng)模塊等關(guān)鍵零部件，下游主要為整車應(yīng)用。
智能座艙核心產(chǎn)業(yè)鏈及部分代表廠商：
主機(jī)廠和Tier1廠商發(fā)力智能座艙產(chǎn)業(yè)鏈。隨著汽車電子電氣架構(gòu)改變及智能化的逐步升級(jí)，各主機(jī)廠將更為注重智能座艙的軟件差異化開發(fā)，而Tier1供應(yīng)商更將專注底層軟件+硬件架構(gòu)。
統(tǒng)一化的硬件架構(gòu)可以提升硬件適配能力，進(jìn)而幫助主機(jī)廠降低設(shè)計(jì)難度和開發(fā)成本以實(shí)現(xiàn)后期更好的差異化開發(fā)。
同時(shí)，Tier1供應(yīng)商還需具備底層軟件和域控制器開發(fā)能力，可向主機(jī)廠提供座艙集成解決方案。
供需雙振下，據(jù)HIS Market測算，2025年，國內(nèi)智能座艙科技新車滲透率有望達(dá)到76%，智能座艙市場規(guī)模有望超過1000億元。全球智能座艙科技新車滲透率有望達(dá)到59%，市場規(guī)模有望超過500億美元。
