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智能座艙深度報告:四大力量攪動産業,新老玩家搶蛋糕

智能座艙深度報告:四大力量攪動産業,新老玩家搶蛋糕

智能座艙、智能駕駛作為汽車智能時代雙子星,有望伴随汽車電動化的浪潮蓬勃發展。從車内看,智能座艙是座艙内飾、汽車電子産品與技術創新、更新和關聯的重要發力點;同時也将與其他的智能終端裝置:如智能手機、手表、家居等互通互聯,将汽車從單一的駕駛、乘坐工具更新為一個以消費者為中心的“智能移動空間”。是以,智能坐艙是新能源汽車彎道超車傳統汽車的重要切入點。

本期的智能内參,我們推薦慧博智能投研的報告《智能座艙行業深度》,從智能座艙的發展驅動因素、行業格局和産業鍊三大次元還原智能坐艙行業。

來源 慧博智能投研

原标題:

《智能座艙行業深度》

作者:陸嘉敏

一、四大發展階段,汽車智能化時代到來

智能座艙從車内看,是座艙内飾、座艙電子産品的綜合創新、更新和關聯。同時也将與其他的智能終端裝置:比如智能手機、手表等實作互聯,進而與智慧家庭、智慧辦公等場景無縫銜接,作為萬物互聯的重要一環,助力互聯的全面打通,最終目标是将汽車由單一的駕駛、乘坐工具更新為一個以消費者為中心的“智能移動空間”。該空間有望成為除住宅、辦公場所之外的第三個基本生活空間,能夠滿足消費者社交、學習辦公、訂餐、路線規劃、旅行決策等豐富多樣的生活場景要求。

從車外看,智能座艙将通過車聯網、無線通信、遠端感應、GPS 等技術,與車外的各項基礎網聯設施、聯網裝置實作 V2X(Vehicle-to-Everything)聯結。感覺交通信号、路況、車外娛樂生活場景信号,助力自動駕駛感覺層和決策層的工作,進而推動高階自動駕駛的實 現。除此之外,為了提高座艙 AI 算力,模拟人的思考、更懂人、感覺人,進而主動精确地提供服務,座艙内部的決策運算工作也将擴充至車外,在車載晶片外建立獨立感覺層,由雲端計算中心統一提供 AI 算力。

智能座艙将經曆四大發展階段,逐漸走向“第三生活空間”的最終形态。智能座艙向第三生活空間的進化不是颠覆式跨越的,而是基于電子電氣基礎架構、AI 技術的進步、各項軟硬體的研發和量産逐漸行進的。

具體可劃分為四大階段: 1 )階段一,電子座艙:

這一階段,智能座艙進展主要在基礎技術層面,通過将汽車 EE 架構域内整合、系統分層,決定汽車新的軟硬體定義方法。

2 )階段二,智能助理:

提升車輛内部感覺能力,駕駛監控系統(DMS)、擡頭顯示系統(HUD)等開始滲透。

3 )階段三,人機共駕(目前重點):

車内感覺和車外感覺相結合,車輛支援自主或半自主決策,主動感覺需求,向人提供服務。

4 )階段四,第三生活空間:

車輛使用場景生活化、豐富化(出行規劃、主動訂餐、智能内容推送、影音娛樂、自動停車+充電+找車,自動付費),在車上體驗線上線下無縫關聯的空間體驗。就目前階段:人機共駕來看,有如下特征:

1 一芯多屏

晶片算力提升,中控屏的尺寸、數量增加,多屏之間由一個域控制器控制,能夠無縫流轉;

2 )多模互動:

多模态互動(聲音、手勢)和生物識别(瞳孔、表情、指紋等);

3 )萬物互聯:

5G+T-Box 車聯網建設,座艙實作 C-V2X 的移動互聯;

4 軟體定義汽車:

智能網聯,空中下載下傳軟體更新(OTA),車主能持續為已購車輛添加或啟動新功能。

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智能坐艙四大發展階段

二、四大驅動力共振,智能坐艙興起

智能座艙行業由四大驅動因素驅動:政策、技術、資本、消費需求。

智能座艙作為汽車行業的全新賽道,可以參考燃油車行業驅動路徑,在目前階段側重供給端驅動,如政策指引、技術革新引領、多方資本投入等。不容忽視的是,2010 年至今,大陸正經曆着改革開發以來的第三次消費更新,汽車産業作為消費結構更新轉型驅動的最重要賽道之一,也将享受消費者日益增長的需求拉動。

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智能座艙行業驅動力概覽

1、政策層面

多項政策檔案出台,規範和支援智能汽車發展。

近年來大陸明确了建立汽車強國的戰略目标,智能座艙是政策紅利直接受益賽道。國家出台多項政策、檔案支援智能網聯(5G)基建及智能網聯汽車發展,為智能汽車行業發展創造了有利的環境。智能座艙作為智能汽車關鍵、先行領域,是政策紅利的直接受益賽道,尤其是一些聚焦行車安全的座艙部件比如駕駛監測系統(DMS)等受明确的法規推動,效果顯著。

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近 3 年智能座艙相關政策梳理

2、技術層面

座艙域計算平台集中化,座艙各部件的軟體、硬體能夠分别開發。

汽車電子電氣架構革新,從分布式架構走向域控制器架構,過去分散的邊緣計算開始集中化,逐漸形成座艙域控制器方案。在新方案下(座艙域控制器&域内集中),各個硬體的控制計算統一集中在同一顆 SoC晶片上,不同的作業系統也可以在虛拟機的承托下運作在同一個硬體計算晶片上。過去單個部件的軟硬體嵌套開發演化為平台化的分别開發,計算硬體與軟硬體不再綁定,開發過程變得更加靈活。

具體看

:1)軟體實作标準化和平台化,通過标準接口在不同的硬體上實作複用;2)硬體采用可插拔式模組,滿足更新需求;3)資料由域控制器進行集中互動和決策處理;4)不同作業系統在虛拟機承托下在同一計算單元上運作。

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汽車 EE 架構變革

SoC 晶片的車規級運用解決了傳統的車載晶片 MCU 在智能座艙上的運用遇到了算力不足、無法相容 的難題。

SoC 即系統級晶片。一顆晶片上除了 CPU 之外,還內建了 GPU、RAM、ADC/DAC、Modem、

高速 DSP 等。算力方面,SoC 晶片的 CPU 算力從數 KDMIPS(用于測整數計算能力,每秒鐘可以執行的指令數量)提升到百餘 KDMIPS;內建 GPU,極大提高了處理視訊、圖檔等非結構化資料的能力,滿足高端智能座艙系統對車載娛樂的需求;內建 NPU,大幅提高 AI 運算的效率,能滿足智能座艙的智能化互動體驗要求。

相容性方面,

SoC 晶片多采用異構核心,具備“普适性”,能适配不同的作業系統,如 QNX、Linux、Android 等;也有部分公司,如華為,開發多核心設計的 SoC 晶片,針對性适配自家的鴻蒙系統,能更好地發揮鴻蒙系統優越的 AIoT 終端連接配接能力。

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不同座艙部件對應不同的“最佳”作業系統

SOA 架構(Service-Oriented Architecture)即“面向服務”的軟體架構,是一種軟體架構的設計技術,在 IT 領域已有數十年的應用經驗。在汽車端的應用,是“軟體定義汽車”的技術基礎,也是衆多車企打造智能座艙軟體平台的方向。

面向服務 的概念可以從 IT 行業的 SOA 應用中了解:

手機 APP 的複雜業務代碼實際運作在遠端機房的“伺服器”上,運作在這些“伺服器”上的軟體統稱為“背景服務”,而運作在個人手機上的 APP 則是“前台界面”。相應的,座艙域控制器、ADAS 控制器等其中的軟體可視作手機端的 APP,在 SOA 架構下,這些軟體代碼也會在統一的背景“伺服器”上運算。

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智能汽車軟體架構從“面向信号的架構”向“面向服務的架構”轉型更新

SOA 架構能滿足智能座艙頻繁疊代需求,為開發新的軟體、消費者共創軟體功能提供便利 技術支援。

現有汽車電子軟硬體大多高度耦合,新增功能、變更通訊信号等都需要增加新的ECU 及其中的軟體部分,SOA 架構對智能座艙高疊代度的需求而言優勢顯著,松耦合、接口标準可通路、易擴充。應用該架構的智能座艙的不同域内的信号可以通過一個統一的“伺服器”來溝通傳達,能有效地避免軟體的重複開發,也能更好地滿足智能座艙頻繁疊代的需求;使用者車輛使用的大資料也會上傳到“背景伺服器”資料工廠,為開發下個軟體或者更新現有軟體提供資料支援。

SOA 架構能節省主機廠、供應商雙向的內建成本。

SOA 軟體架構通過設計一套統一的軟體接口和資料傳輸格式,保證座艙内外使用以太網通信的軟體都能順利進行資料交換,避免軟硬體解耦後出現接口适配和資料不相容,給 OEM 和供應商雙方節省大量內建成本。

3、 資本層面

汽車實作萬物互聯需要在生态方面與其他 IOT 裝置打通,産業鍊從封閉到開放,迎接多方生态入局。

此前車聯網更多是屬于汽車的單獨封閉體系,與其他智能裝置分屬不同網聯系統,彼時的“車聯網”僅局限于“聯網的汽車們”。汽車要融入 AIOT,就需要在生态方面和各種 IOT 裝置打通,激發生态活力。由此,汽車行業的競争更多将變成開放性平台之間的競争、生态系統之争。對車企而言,生态合作夥伴越多,産品就會更具競争力。目前封閉的汽車座艙産業正在逐漸開放化,迎接更多非汽車背景、擁有自身生态優勢的企業入局。

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2001-2021H1 中國智能座艙各領域投資金額占比

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非汽車背景企業入局

實作難度相對較低,智能座艙商業化程序加速。自動駕駛實作的不确定性較高、商業化程序較慢;而智能座艙與汽車底盤控制目前關聯度較低,不會直接影響行車安全,牽涉到的外部安全、監管壓力帶來的不确定性較小,相對更容易落地,故而主機廠及生态夥伴将更多資金、精力傾斜至智能座艙領域,相應的人才資源也順勢流向智能座艙的研發和推動工作中,極大拓展了國内自主廠商的自研能力和邊界,直接促進了智能座艙的落地。

自動駕駛落地過程中技術攻關難點、商業化關卡依然存在。自動駕駛技術領域在技術層面尚有未攻克的内容,如自動駕駛域的技術、更高算力+高安全性的晶片、視覺感覺技術的瓶頸、雷射雷達量産問題、高精地圖和定位技術、感覺+決策+執行的關聯、監管配套、底盤執行系統的備援、底盤線控技術的滲透、電子電氣架構更新等,高階自動駕駛大規模商業化短期仍較難落地。

座艙成果易被感覺,助力車企産品差異化實作。作為汽車與車主的高頻觸點,座艙空間一定程度上直接決定了未來的“第三空間”帶給消費者的體驗。智能座艙中無論是互動手段、實體空間、聲、光、顯示、更新後的内飾,還是多聯屏設計、HUD 擡頭顯示、流媒體後視鏡等都将為駕駛員、乘客帶來鮮明的差異化體驗,迅速抓住消費者眼球,提高車型的競争力。

4、需求層面

消費者個性化需求成長,尤其新一代年輕消費者注重科技感的互動體驗,尋求個性化體驗。據 IHS markit 調研資料,61.3%的使用者認為座艙智能化配置極大提升購車興趣,17.4%的消費者認為智能座艙是買車必購配置;并且,消費者對座艙内産品的智能化水準的關注程度已經超過座艙座椅舒适度、空間寬敞度、設計美觀度、零部件品質等因素,在年齡位于 25-35 歲的年輕消費者中,這一偏好更為顯著。

消費者對智能手機的使用偏好遷移至車端。當中控屏等進入汽車座艙後,消費者在智能手機上的使用者體驗和使用偏好也将延伸至車内,消費者期待汽車變成一個數字伴侶,車載系統能足夠流暢、螢幕能足夠高清、無線關聯能夠順暢。

軟體訂閱類消費習慣培育初見成效,消費者付費意願提升。智能手機端的付費類 APP、音樂視訊網站的訂閱類産品提高了消費者對軟體更新和訂閱付費行為的認可度,消費者的軟體消費習慣被培育起來,并将同樣展現在對智能座艙 OTA 服務付費的意願中。OTA(Over-theAir)是指通過移動通信網絡(2G/3G/4G 或 Wifi)對汽車的零部件終端上固件、資料及應用進行遠端管理的技術。簡單來說 OTA 技術實作分三步:1)将更新軟體上傳到 OTA 中心,2)OTA 中心無線傳輸更新軟體到車輛端,3)車輛端自動更新軟體。

三、巨頭雲集,産業鍊逐漸完善

智能座艙産業鍊可分為上遊、中遊、下遊三個環節。

上遊環節可分為硬體和軟體部分

,硬體部分主要包括功率半導體、顯示面闆、PCB 以及晶片等。軟體部分包括底層作業系統,基于作業系統能夠衍生出中間軟體和應用程式等。

中遊主要包括儀表、 HUD 等零部件,通過與上遊的硬軟體整合,內建到下遊的 終端車廠形成完整的智能座艙系統。
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智能座艙産業鍊

1、上遊

座艙晶片作為支撐功能運作的底座,在座艙域中的具體要求即是實作“智能化、網聯化”兩大關鍵性名額。其中,“智能化”的展現,即是在“一芯多屏”架構下多樣化、複雜化的互動任務和多并發車載應用的處理能力,其背後是以高算力作為支撐點;而“網聯化”則是在基于車聯網生态下,座艙内部與車端、路端等外部的互動能力,具體表現則是 5G Modem 技術的延展。

随着智能座艙的來臨,各種複雜功能及資料處理要求算力與相容性提升,傳統的 MCU 無法再滿足需求,運算能力更強且能适應不同作業系統的 SoC 晶片就成了必然選擇。

SoC 即系統級晶片,是域控制器核心計算部件。通常內建 CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、NPU(神經網絡單元)等多個處理單元,能夠支援高性能計算、圖形計算、AI 計算、音頻處理等多項功能,具備強大的計算性能,也是座艙域控制器實作多硬體融合控制的關鍵核心,實作“一芯多屏”。汽車運作環境的複雜性以及對行駛安全的剛需,使得汽車晶片具備高車規級要求、長進入周期、市場規模和利潤受限等特性,造就了較高的行業壁壘。由于種種壁壘,國内晶片廠商對開發車規級晶片的意願較低,具備先發優勢的外資汽車晶片廠商掌控國内汽車晶片市場。

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車規級晶片行業壁壘

高通推出的 SA8155P 成為中高端車型主流座艙 SoC。高通憑算力及先發優勢占據龍頭地位,對傳統汽車晶片廠商提出挑戰。國内座艙 SoC 晶片 2022 年進入量産周期,或将為汽車晶片國産替代打開突破口。國内以華為、芯馳科技、芯擎科技為代表的晶片廠商積極布局座艙 SoC 領域。

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國内座艙Soc晶片布局

車載作業系統(OS)是管理和控制智能汽車硬體與軟體資源的底層系統。随着智能座艙和自動駕駛在國内迅速發展,國内智能汽車軟體産業鍊已逐漸建立,但作業系統仍未實作自主可控,尤其是基礎作業系統幾乎被外國企業壟斷,面臨着和高端晶片一樣被“卡脖子”的風險。按照對底層系統改動程度劃分,汽車作業系統可以劃分為基礎型 OS、定制型 OS、ROM 型 OS 三大層次。

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汽車作業系統三大層次

QNX 由加拿大公司

QSSL

開發,目前由

黑莓公司

掌控。QNX 使用微核心架構,驅動程式、檔案系統、應用程式等均在微核心之外空間運作,能夠實作元件間互相獨立,避免因單個元件錯誤造成核心故障、系統崩潰。由于 QNX 核心精巧,是以其具備高安全性、高穩定性的特點,也是全球第一款通過ISO26262ASIL-D 安全認證的智能座艙作業系統,被廣泛應用于安全穩定性要求較高的座艙儀表系統以及自動駕駛系統中。

Linux 在 1991 年正式釋出,系統代碼完全開源,能夠實作定制開發,主要用于車載娛樂系統上。其次,Linux 使用宏核心,将驅動、檔案系統、網絡協定等包含于核心中,核心結構更為緊湊,能夠充分發揮硬體性能。

Android 是由

Google 公司

基于 Linux 核心進行開發,随着 Android 在智能手機等移動終端滲透率提升,生态開發者逐漸增多,應用生态也趨于完善,同時由于相容性較好,Android 也被廣泛搭載着在車載娛樂系統。國内各大自主車企、新勢力、網際網路廠商大多以 Android 為基礎開發自己的作業系統,如吉利GKUI、蔚來 NIO OS、比亞迪 DiLink 等。

為填補國内基礎作業系統的空白,阿裡巴巴、華為等國内企業積極研發車載作業系統,率先開發基于Linux 的定制型作業系統,在此基礎上推出獨立自研的車載 OS 核心,有望打破基礎作業系統領域長期被國外壟斷的局面。

AliOS 是阿裡巴巴基于 Linux Kernel 自主研發的面向多端的作業系統,能夠應用于手機、平闆電腦、電視、車載系統、物聯網等。斑馬智行基于 AliOS 開發了新一代智能座艙作業系統,采用了多核分布融合結構,能夠同時滿足車内不同域的功能隔離和功能安全要求。目前 AliOS 已在上汽榮威、上汽大通、東風雪鐵龍、斯柯達明銳等多款車型上搭載,累計裝車量超過 150 萬輛。2021 年 10 月,阿裡巴巴正式釋出 AliOS 智能駕駛系統核心,采用微核心架構并融入 SOA 跨域融合理念,符合 ISO26262ASIL-D 高等級功能安全産品認證,向國内車企免費開放。

鴻蒙 OS 是華為研發的基于微核心的面向全場景的分布式作業系統,采用了 Linux 核心、鴻蒙微核心和LiteOS 的混合核心設計,具備分布架構、低延遲、高安全及生态互享等優勢,是首個擁有雙安全認證的開源作業系統。華為基于鴻蒙 OS 釋出了鴻蒙座艙作業系統 HOS、智能駕駛作業系統 AOS 以及智能車控作業系統 VOS 三大車載作業系統,其中鴻蒙座艙系統 HOS 針對智能座艙多外設、多使用者、多應用、多并發、快速啟動等場景化需求,增量開發了 12 個車機子系統和一芯多屏、車規高可靠、多業務并發、視窗自适應、基礎能力元件 5 大業務增強能力,能夠大幅減少定制系統開發工作量和成本,提高智能座艙開發效率。目前搭載鴻蒙 OS 系統的車型包括北汽極狐阿爾法 S 華為 HI 版、問界 M5、北汽魔方等。

與智能座艙中常用的 QNX+Android+Hypervisor 相比,AliOS 及鴻蒙 OS 等多核異構式作業系統能夠在底層作業系統級别實作融合,使得座艙儀表、資訊娛樂等車内系統能夠真正融為一體,實作更流暢的人機互動。在國内汽車智能化轉型的程序中,AliOS 及鴻蒙 OS 等将為國内車企提供更可靠、低成本、強生态的車載作業系統選擇,引領大陸智能汽車産業實作彎道超車。

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阿裡巴巴、華為等國内企業推出自研車載操作

PCB 是電子元器件的重要支撐體。

PCB(printed circuit board,印刷電路闆)是重要的電子部件,是電子元器件電氣連接配接的載體。車用 PCB 需求快速增長,一方面由于汽車對高頻率和高速傳輸資料需求,另一方面新能源增加了電控領域對 PCB 的需求。

按照類型分,汽車 PCB 主要類型包含 5 類,分别是柔性 PCB、剛性 PCB 闆、軟硬結合闆、HDI 闆以及LED PCB。由于材質與特性的不同,各類型 PCB 擁有不同的應用場景。

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車用PCB類型

智能電動汽車中,動力系統從由燃油車的發動機轉變為“三電”系統(電池、電機、電控),是以需要大量的功率半導體實作電力轉換及控制,進而提高能量轉換率、減少功率損耗。

功率半導體被廣泛用于電動車多個系統,如逆變器、車載充電系統、電控系統、熱管理系統等,其中逆變器用功率半導體占比最高。據英飛淩,電動車的半導體單車價值量較燃油車增長約 950 美元,其中約900 美元來自功率半導體的使用。

IGBT 與 SiC 是兩種常用功率半導體。IGBT(絕緣栅雙極半導體)是複合而成的功率半導體分立器件,其控制極為絕緣栅場效應半導體,輸出極為雙極型功率半導體,因而兼有兩者速度和驅動能力的優點,是取長補短的複合型功率器件。碳化矽(SiC)是一種介電擊穿強度更大、飽和電子漂移速度更快且熱導率更高的半導體材料。當用于半導體器件中時,碳化矽器件可以提供高耐壓、高速開關和低導通電阻。鑒于該特性,其将成為有助于降低能耗和縮小系統尺寸的下一代低損耗器件。

傳統電子類産品主要由傳統汽車電子廠商提供。其中功率半導體分立器件和子產品市場供應商主要為

英飛

安森美

意法半導體

三菱

東芝

瑞薩電子

等傳統汽車電子廠商。國内提供商包括

聞泰科技

虹半導體

捷捷微電

揚傑科技

等。

中控屏是座艙内最大的車載屏,是車載資訊娛樂系統功能的主要端口,主要以懸浮屏、一字屏等方案來表現科技感。未來中控屏“語音”控制或更多代替“觸控”。中控屏在傳統座艙中的形态是小尺寸的液晶車機屏,座艙域晶片從車機屏晶片發展而來。LCD 即為液晶顯示面闆,主要依靠背光源發光。螢幕向一芯多屏、高清化、互動多模态化、大尺寸方向發展。

車載螢幕顯示技術主要有 TFT-LCD,OLED,Mini LED 和 Micro LED,目前 TFT-LCD(薄膜半導體液晶顯示器)是最普遍的産業化方案,但在智能座艙上應用性能有局限,螢幕顯示技術有望從 TFT-LCD向 Micro LED 發展。Micro LED 技術就是将 LED 小型化、矩陣化。Micro LED 微米級别的像素間距使其可以輕松适配從中小尺寸顯示到中大尺寸顯示等各個應用場景,內建了 LCD 和 OLED 的全部優勢,具有畫質高、能耗低、壽命長等顯著優點,但制造技術難度大,生産成本高。

中控屏供應商以國外企業為主中控屏主要國外供應 商有

大陸

電裝

偉世通

博世

佛吉亞

日本精機

馬瑞利

矢崎

安波福

等,國内供應 商有

德賽西威

華陽

友衷科技

等。

氛圍燈、聲學系統、座椅等内飾裝置構築了車内立體場景,賦予了使用者在消費體驗上的升維。

聲學系統:

消費需求提升疊加技術應用場景突破,驅動聲學系統“量+價”提升。從量級來看:聲學系統作為沉浸式體驗的信号輸出方,在語音等多模态人機互動消費需求驅動下逐漸向高端化、個性化趨勢發展,多頻揚聲器、功放等聲學配置量不斷增加。

目前揚聲器全球市場格局以歐美開放系與日韓封閉系兩大主機廠陣營進行劃分,國内廠商仍處于起步階段。歐美系是以福特、大衆、通用集團等為代表,主要有

普瑞姆

艾思科

集團、

豐達電機

等國外廠商;日韓系則是以豐田和現代汽車為代表的日韓主機廠,以豐達電機、

先鋒電子廠商

為主;目前,比亞迪、蔚來、理想等多個主機廠已經開始采用國内廠商的揚聲器進行裝配。

車内座椅:

為汽車“元老級”内飾。座艙作為移動辦公、生活、娛樂的多角色內建者,座椅也新增記憶、加熱、按摩等智能化功能提升舒适度。同時,智能座椅亦能與 ADAS 等功能結合,發揮其安全性能。如在前車與自身車輛處于危險距離時,或者駕駛員處于疲勞駕駛狀态時,座椅會振動發出警告以引起駕駛員及乘客的注意。随着 AI 技術的内嵌,座椅的控制方式也将擺脫傳統的機械按鍵模式,發展為 APP 控制、手勢控制、感覺控制等主動控制方式。此外座艙座椅以結合人體工學,在座椅嵌入音響、按摩、通風等功能或結合真皮材質來實作造型材料的更新,提升舒适度和科技感。

座椅市場集中度較高,主要被外資品牌壟斷。從全球市場來看,座椅 90%以上的市場佔有率被

安道拓(江 Adient

李爾( Lear

豐田紡織

佛吉亞

(Faurecia)等前 10 大座椅生産商所占據。目前國内自主汽車品牌大多采用合資廠的座椅配套,長城、比亞迪、奇瑞和吉利汽車基本選擇了部分自主、部分合資的模式。國内廠商如

天成自控

繼峰股份

等也在逐漸崛起。

又稱系統服務層,居于作業系統之上,應用之下。中間件可提供一系列豐富的元件和接口,應用程式借助此層提供的接口,通路作業系統提供的服務,具體包括檔案系統、圖形使用者界面和任務管理等。目前常見的中間件包括 AutoSAR、ROS 等。

大陸中間件市場主要由

IBM

Oracle

等外資軟體巨頭占據。國内中間件企業包括

普元資訊

東方通

寶蘭德

中創股份

金蝶天燕

中科創達

東軟集團

等。

智能座艙算法主要分為四類:1)

駕駛員面部識别類

:包含人頭識别、人眼識别、眼睛識别等;2)

駕駛 員動作識别類

:手勢動作識别、身體動作識别、嘴唇識别等;3)

座艙聲音識别類

:前排雙音區檢測、聲紋識别、語音性别識别/年齡識别等;4)

座艙光線識别類

:座艙氛圍燈、座艙主體背景、座艙内飾等。

并且,随着智能化、差異化的更新,對應的算法子產品将進一步增加。根據預計,2022 年,約有 150 個算法驅動 300 個以上的場景應用,到 2023 年,開發者生态建立後,第三方感覺将大幅增加。在智能座艙內建多樣化的場景性需求下,将更聚焦于為使用者提供多模态的互動方式。其中互動算法包括了語音互動、動作識别)、生物識别、行為識别等。

算法相關供應商包含

科大訊飛

商湯科技

虹軟科技

中科創達

等。

Hypervisor 承擔着配置設定硬體資源,融合多個作業系統的職責。Hypervisor 運作于硬體裝置與作業系統之間,在虛拟化環境中,Hypervisor 可排程 CPU 核心、外部裝置、記憶體區域等硬體資源,并為每個虛拟機配置設定不同資源。同時,在 Hypervisor 協調控制下,多個作業系統在硬體方面實作資源共享共用,在軟體方面保持獨立、互不幹涉。當其中一個作業系統出現軟體出現故障時,其他作業系統仍可繼續正常運作。Hypervisor 虛拟化是實作“一芯多屏”的基礎。

目前常見的 Hypervisor 包括

黑莓

QNX Hypervisor、

英特爾

ACRN、Open Synergy 等。

應用層包含應用程式種類繁多,主要包括車載地圖、車載導航、車載語音,由衆多網際網路公司及相應的細分行業廠商提供。應用程式層位于軟體層次結構的最頂層,負責系統功能和業務裸機的實作。其中前裝車載導航地圖主要有

四維圖新

(市場占比居首)、

高德地圖

凱立德

提供。

2、中遊

在整車 EE 架構變革下,域内集中式方案是域控制器的技術背景。座艙域控制器作為座艙域的“大腦”标準化程度較高。域控制器(DCU)概念的提出主要是為了解決資訊安全,以及 ECU 數量增多、計算能力受限的問題。智能座艙 DCU 可以內建車載資訊娛樂系統、液晶儀表、HUD 等系統/功能,接收傳感器信号、計算并決策、發送指令給執行端。

座艙域控制器(DCU)能支援資料共用、減少内部算力備援、縮短開發周期,有利于優化座艙内功能協同,控制成本。同時座艙域控制器(DCU)量産具有供應商技術、時間較高的壁壘,在底層軟硬體上大多選擇依賴 Tier1 供應商。

目前,

偉世通

大陸

博世

等國外企業憑借其在智能汽車領域的深耕,已占據了在座艙域控制器市場的主導地位,國内

德賽西威

均聯智行

東軟

諾博科技

等廠商也紛紛推出座艙域控制器解決方案。目前競争格局尚未定型,國内企業有望在這一領域進一步搶占份額。

1 HUD 擡頭顯示

在“多屏化、聯屏化”趨勢下,車載顯示資訊的備援易産生分散駕駛員注意力等安全隐患,車載 HUD 應運而生。HUD 是通過将行駛速度、導航等重要行車資訊投影到風擋玻璃上,使駕駛員在不低頭的情況下能夠看到重要行車資訊以提高駕駛安全性。

W-HUD AR-HUD 滲透有望加快。

按成像的方式進行分類,HUD 主要分為 C-HUD、W-HUD、AR-HUD,與 C-HUD 相比,W-HUD、AR-HUD 将資訊投影至前擋風玻璃上,顯示效果更加一體化、資訊内容更加豐富,且在車輛碰撞後不易造成二次傷害。随着擋風玻璃成像重影問題的解決,以及 AR等技術的進一步發展,HUD 逐漸從傳統的 C-HUD 向 W-HUD、AR-HUD 演進,Digitimes 預計至2030 年前,W-HUD 仍将成為市場主流,同時 AR-HUD 随着終端廠商的導入,有望進一步放量。

HUD 國外廠商搶先參賽,國内供應商仍處于初步階段。

根據頭豹研究院資料顯示,全球 HUD 市場中,

日本精機

大陸

電裝

等國外廠商,合計占據全球市場的 80%。從國内市場看,國内 HUD 創業潮始于2013 年左右,主要參與者有

怡利電子

江蘇澤景

華陽集團

等,其對應市占率較低,整體尚處于起步階段。

駕駛顯示系統也就是儀表。

傳統的駕駛資訊顯示系統是提供車速、轉速、水溫等資訊。目前發展成全液晶儀表,除了傳統需要顯示的資訊之外,還能顯示車輛電量電壓、聯網情況、導航資訊、預警資訊等。後續發展将顯示更多的安全和娛樂資訊,有望與車載資訊娛樂系統一體化融合。部分車型的汽車儀表已不再獨立出現,但短期内液晶儀表仍是主流疊代選擇。液晶儀表行業或面臨技術變革,部分車型,如理想 L9 已經采用“HUD+中控大屏”的方案代替儀表盤。未來,後視鏡、HUD、全息顯示等都可能代替儀表功能,儀表或不再獨立出現。

從競争格局看,外資巨頭合計市場佔有率超 80%,屬于第一梯隊,包括

大陸

愛信精機

電裝

偉世通

博世

馬瑞利

等。内資企業較海外巨頭在技術方面仍有差距,屬于第二梯隊。内資廠商以

德賽西威

為代表,除此之外,還有

浙江中科

先旗科技

江蘇新通達

成都天興儀表

等,正在加速趕超國外巨頭。第三梯隊供應商數量衆多,主要服務于後裝市場。

将車内後視鏡變成一個實時後方路況顯示屏,主要通過高清的外置後視攝像頭對車輛後方的實時路況進行拍攝,後視鏡以螢幕代替傳統鏡面将圖像呈現出來。現階段流媒體後視鏡市場仍處于培育期,整體滲透率較低。流媒體後視鏡設計難度較大,相對傳統後視鏡成本較高,是以現階段主要搭載在高端車型上。随着技術成熟,成本降低,未來有望由高端車型向中低端車型加速滲透。

目前流媒體後視鏡多采用 LCD 顯示屏,未來流媒體後視鏡将更多采用柔性屏;流媒體後視鏡的攝像頭安裝位置與 ADAS 攝像頭高度相似,均是位于傳統外後視位置附近或車輛尾部。在功能上,流媒體後視鏡與 ADAS 盲區監測、并線輔助等存在一定的交集。從産品成本、功能實作及空氣阻力等方面考慮,兩者有望實作一體化。

流媒體後視鏡賽道參與者衆多,競争較為激烈。從市場格局看,國内流媒體後視鏡參與廠商較多,競争較為激烈,包括

淩度

貝思特

華陽集

團、

台北研勤科技

360 安全科技

小蟻科技

嘉豐卓越

捷渡

好幫手

等。産品品質參差不齊,尤其在後裝市場,行業有待規範。

T-box 作為網聯化功能實作的必要條件,能夠實作萬物互聯。T-Box,即 Telematics-Box,又稱 TCU(車聯網控制單元),指安裝在汽車上用于控制跟蹤汽車的嵌入式系統,包括 GPS 單元、移動通訊外部接口電子處理單元、微控制器、移動通訊單元以及存儲器。T-Box 主要用于車輛和背景系統/手機APP 通信,實作手機 APP 的車輛資訊顯示與控制。可以幫助使用者遠端啟動車輛、打開空調、遠端解鎖、遠端座椅加熱等。

T-Box 與移動通信技術同步發展,5G 技術為其帶來新一輪增長機會。新一代 T-Box 産品随着通信技術的發展,其通信單元也更新為 4G/5G,并內建了 GNSS 高精度定位子產品、微處理器、總線控制器、存儲器等部件。同時,除了滿足傳統的車聯網應用要求外,T-Box 與網關、資訊娛樂單元等內建化設計趨勢明顯,逐漸趨向于網聯化控制器這一角色,以實作“車-雲、車-車、車-路”等 V2X 的實時通信。

車聯網(V2X)是指借助新一代資訊和通信技術,實作車内、車外的全方位網絡連接配接,提升汽車智能化水準和自動駕駛能力,建構汽車和交通服務新業态,進而提高交通效率,改善汽車駕乘感受。C-V2X(Cellular-V2X)在高速移動場景下擁有更加穩定的資訊傳輸能力,且基于蜂窩網絡實作信号傳輸,是以具有更低的部署成本。随着 5G 技術的逐漸成熟和加速部署,uRLLC(高可靠低延時)将會助力自動駕駛和高精度地圖下載下傳的部署和發展,C-V2X 技術路線發展逐漸占據上風。

車載通訊系統參與者有

華為

聯友科技

德賽西威

東軟

均聯智行

等。預測至 2025 年,大陸乘用車T-Box 前裝裝配率将達到 85%。其中聯友科技的 4G T-Box 在國内最快突破百萬台量産數量,目前已出貨 270 萬+,且 5G C-V2X T-Box 于 2021 年 8 月量産上車;德賽西威于 2020 年率先推出 5G T-box 以及 V2X 解決方案,并獲得合資品牌車型(别克 GL8 Avenir)項目定點并率先上市量産。

也就是中控屏+車載資訊系統,由傳統中控台發展而來,目前發展成為一個綜合平台,內建了車載 DVD、倒車影像、與智能手機互聯的投影模式、多媒體、WIFI、藍牙、輔助泊車等功能。國内智能座艙由車載娛樂系統逐漸轉型增加車載資訊系統。

國内供應商已經上市有 5 家:

德賽西威

華陽集團

均勝電子

路暢科技

索菱股份

,非上市主要有 5家:

航盛電子

好幫手

遠特科技

博泰車聯網

車聯天下

3、下遊

下遊整車企業造車新勢力包括以

特斯拉

理想

小鵬

蔚來

等為代表,産品都配備了部分或全部的智能座艙部件,同時在提升消費者體驗方面推出了很多新功能。傳統車企如

大衆

吉利

上汽

比亞迪

等相繼推出多款安裝智能座艙産品的車型,通過逐漸打造配置智能座艙的電動車和推出搭載了智能座艙相關的零部件的傳統燃油車,向智能化轉型。

智東西認為,随着新能源汽車行業市場大熱,汽車“新四化”概念逐漸的深入人心,汽車被寄厚望于成為繼手機、PC、平闆之後的下一個智能終端。類智能手機,智能座艙經曆了功能-智能的變化,因關系到直接的使用者體驗、差異化,逐漸成為各大廠商的兵家必争之地。差別于居家和辦公場景,業界将未來智能座艙定義為“第三生活空間”。與傳統座艙相比,聯網、智能使得智能座艙在人機互動、服務擷取方式發生變革,并将依托應用和服務生态衍生更廣闊的商業前景。