2022年通信行业深度研究.docx

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1、2022年通信行业深度研究1. 车内通信架构变革是智能网联汽车进一步发展的必经之路1.1. 政策+需求催动下智能网联汽车前景明确、空间广阔新四化指引汽车未来发展方向，智能化、网联化方兴未艾。以特斯拉为代表的新势 力车企给传统汽车行业带来了全新的开发理念和技术，未来汽车作为手机之后另一 大移动终端，对自动驾驶和网联功能的需求已成产业共识。汽车新四化（网联化、 智能化、电动化、共享化）趋势中，电动化和共享化的产业链和商业模式已较为成 熟，而智能化（自动驾驶）和网联化（车联网）能够为用户提供个性化和更舒适的 驾驶及娱乐体验，是车企在行业发展新浪潮中体现品牌区分度的重要抓手。智能化 和网联化技术对技术

2、和产业链的要求高，目前尚在发展初期，如自动驾驶系统感知 方案和电子电器架构仍处于应用与探索并行的阶段。政策文件指引频出，规范标准不断细化，加速推动智能网联汽车发展进程。针对智 能网联汽车产业，我国政府先后指定出台多项政策规范、指导意见等，从短期、中 期和长期促进智能网联汽车产业标准体系建设和技术应用发展。2018 年 12 月，工 信部发布车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划，目标 2020 年车联网渗透 率达到30%、新车L2 搭载率达到30%、联网车载信息服务终端新车装配率达到60%； 且技术体系可以支撑 L3。2020 年 2 月，十一部委联发智能汽车创新发展战略， 提出智能汽车产业发

3、展战略目标，2025 年 L3 可规模化量产，L4 于特定场景下应用； 2020 年 11 月，发布智能网联汽车技术路线图 2.0，目标 L2、L3 级智能网联新车 占比于 2025 年达到 50%；2030 年超过 70%；2025 年 C-V2X 渗透率达到 50%，2030 年基本普及。新四化需求及政府助力催动智能网联汽车出货量快速提升，中国速度快于全球。需 求推动下，全球智能网联汽车出货量和渗透率快速提升。IDC 预测，2024 年全球搭 载智能网联系统的新车出货量将达到 7620 万辆，智能网联系统搭载率将达 71%， 2020-2024 年年复合增长率 14.5%。中国智能网联汽车

4、增速和渗透率均高于全球， IDC 预测到 2025 年中国智能网联汽车出货量将从 2021 年的 1370 万辆增至 2490 万 辆，智能网联系统装配率将达到 83%，2021-2025 年年复合增长率 16.1%。智能网联汽车相关产业规模快速成长，2026 年中国智能网联汽车市场规模近 6000 亿元。Business Research 预测到 2026 年，包含乘用车、Robo-Taxi、共享汽车、车路 协同等所有相关应用及服务的全球自动驾驶汽车产业链市场规模将从 2021 年的 8202.9 亿美元增至 14754.7 亿美元，年复合增长率 12.5%。前瞻产业研究院预测， 2026

5、年中国智能网联汽车产业规模将达到 5859 亿元，2016-2026 年年复合增长率达 到 22.15%。中国智能网联汽车发展速度位居世界前列，相关产业链有望率先受益。中国受益国 家政策大力支持及新势力厂商如特斯拉、小鹏、蔚来、理想等的鲶鱼效应，发展进 度高于全球平均水平，此外新能源汽车快速发展给了我国汽车弯道超车的机会，。依 据 IHS Markit 数据及预测，中国智能网联功能新车渗透率在 2020 年超过世界渗透 率，到 2025 年将达到 75.90%，高于全球的 59.40%。依据操作控制主体、驾驶员接管、场景限制等标准，自动驾驶分为 L0-L5 共 6 个等 级，L5 为完全自动驾

6、驶，标准明晰助为智能网联汽车产业发展铺平道路。国际汽车 工程师协会 SAE（Society of Automotive Engineers）J3016 标准将自动驾驶功能分成 L0-L5 五级，L0 为人工驾驶，从 L1 到 L5 车辆接管的功能越来越多，需要人工介入 的场景逐级减少，到 L5 实现所有场景车辆操作的完全自动驾驶。国内也针对自动 驾驶推出了自己的分级标准，2020 年 3 月工信部公示汽车驾驶自动化分级推荐； 2021 年市场监管总局、标准化管理委员会正式出台汽车驾驶自动化分级国家推 荐标准（GB/T 40429-2021），于 2022 年 3 月 1 日起正式实施。国内标准

7、与 SAE 标 准大体相同，不同点在于国内 L0 级别为应急辅助，自动驾驶系统可参与部分目标 与时间探测和响应。L2 渗透率不断提升，L3 即将落地。当前各大主机厂的主流智能车型大都已实现 L2 级别的自动驾驶功能，新车 L2 渗透率不断提升。麦肯锡预测，到 2030 年全球新车 L2 及以上等级的自动驾驶等级渗透率将从 2021 年的 20%提升至 67%，其中 L2 渗 透率 57%，仍将是主流自动驾驶等级。车云数据显示，我国具备 L2+OTA 功能的智 能网联乘用车渗透率逐月提升，2022 年 8 月新车销量（上险数）达 415,208 辆，渗 透率从 2021 年 1 月的 8.0%提

8、升至 21.8%。从分级标准的定义中可以看出 L2 到 L3 的提升是一道门槛。SAE 标准中 L3 车辆将完成大部分驾驶操作，并负责周边监控 任务；我国标准中 L3 其需要车辆进行目标时间探测与相应等大部分驾驶任务，用 户在需要时完成动态驾驶任务接管。L3 功能的实现对技术和安全测试的要求大幅提 高，同时引发权责界定等法律问题。依据我国自主厂商的规划路线图，目前均处于 L2 向 L3 过渡的 L2.5、L2.9 阶段。目前我国 L3 及以上自动驾驶应用以试验和区域 性示范为主，L4 甚至完全的自动驾驶大规模应用预计短期内难以实现，需要长时间 的技术积累、法规体系的完善及路侧基础设施的建设。2

9、022 年 7 月，深圳市率先立 法支持 L3 上路，明确有驾驶人的智能网联汽车责任由驾驶人承担，无驾驶人智能 网联其策划责任由车辆所有人和管理人共同承担。事故权责的明确标明 L3 向正式 落地迈出了坚实的一步。ADAS 为当前阶段自动驾驶核心产品，市场增长潜力巨大。ADAS（Advanced Driver Assistance System/先进辅助驾驶系统功能）为目前汽车自动驾驶功能的主要产品载 体，通过感知（摄像头、雷达等）、决策（芯片、算法等）、执行（线控制动、转向 等）实现驾驶功能。目前 ADAS 产品主要为 L2 级别，新车装配率快速提升，市场 空间增长潜力大。佐思汽研数据显示，2

10、021 年中国自主品牌 ADAS 装配量达 248.9 万辆，同比增长 69.6%，装配率达 29.1%；2022 年 1-4 月 ADAS 装配量 88.7 万辆， 同比增长 39.5%，装配率 33.9%。随着 ADAS 及 L2+自动驾驶渗透率逐渐提升，增 长潜力逐步释放，预计 ADAS 市场仍有 2-3 倍增长空间。根据 Statista 数据，到 2028 年全球 ADAS 市场规模将增至 585.9 亿美元，2021-2028 年复合增长率 11.40%。我 国 ADAS 市场规模增速显著快于全球，根据中汽协数据，2025 年我国 ADAS 市场 规模将达到 2250 亿元，202

11、0-2025 年复合增长率 21.67%。1.2. 软件和电子将成为核心竞争力，感知、传输、决策都将受益软件和电子是汽车价值量增加的核心驱动因素之一，成本占比逐渐提升。与传统汽 车相比，智能网联汽车自动驾驶、智能座舱、车联网等新功能的实现主要依靠软件 算法和传感器、T-box 等新的车载电子产品，其在整车成本中的占比将逐渐提升。伴 随着软件定义汽车（Software Defined Vehicle, SDV）及面向服务的框架（Service Oriented Architecture, SOA）的提出和普及，整车的设计开发也将与传统产生较大变 革。麦肯锡预测，到 2030 年全球汽车销售额将达

12、到 38,000 亿美元，年复合增长率3.27%；其中软件和电子电器元件市场将增至 4,690 亿美元，年复合增长率 7.02%， 是整车增长率的两倍以上。到 2030 年汽车软件和电子电器占整车价值量占比也将 从 2020 年的 8.64%升至 12.34%。汽车软件和电子的细分市场中，ECU/DCU 占比最大，动力电子增速及集成验证服 务增速较快。2019 到 2030 年动力电子市场增速最快，达到 18%，2030 年市场规模 将达到约 700 亿美元；其次为集成验证服务，增速 10%，2030 年规模 320 亿美元。 ECU/DCU 仍为其中最大的细分领域，因规模化量产效应降本效应增

13、速仅 3%。 ECU/DCU 从结构来看比重向 DCU 倾斜。2025 年 ECU 与 DCU 市场规模分别为 760 亿美元和 210 亿美元，二者之比约为 3:1；随着域控制器的集成和发展，到 2030 年 二者市场规模相当。其中自动驾驶域和座舱（信息娱乐）域向 DCU 转变较快。2025 年 ADAS 的 ECU 与 DCU 市场空间之比为 4:3，到 2030 年变为 1:3；ADAS 市场空 间也从 350 亿美元增至 560 亿美元。2025 年座舱域 ECU 与 DCU 价值之比约为 6:5， 到 2030 年座舱大部分价值量集中在 DCU，ECU 与 DCU 之比变为 1:9。

14、1.3. 车内通信架构作为智能网联的基础技术，升级换代需求强烈车内通信架构是智能网联汽车核心技术之一，其连接计算功能，。智能网联汽车的通 信可划分为车-车通信、车-人通信、车-云通信、车-路通信和车-云通信五类场景。其 中车内通信处于中心地位，与其他场景均有数据交互。车内通信通过规划控制车内 各个功能单元之间信息的传递、处理及执行，使得车内的传感器、控制器和执行器 能够有机地联合在一起完成高可靠低时延的数据传输和处理。从技术层面来看，智 能网联汽车核心技术包括感知技术（传感器、定位、V2X）；连接计算技术（E/E 架 构、计算平台）；预测决策技术（AI 算法等）。EE 架构相关的车内通信扮演了

15、连接 的关键角色，将传感器产生的海量数据及时可靠的传输给计算平台进行处理和决策。2. 传统车内通信网络发展回顾：重可靠性、轻传输速度2.1. 车内通信网络：汽车的神经系统、负责数据传输处理的核心部件车内通信网络指基于 CAN、LIN 等传统通信技术建立的使得车内传感器、控制器 与执行器(ECU)之间进行及时可靠的数据传输、处理和决策的通讯网络。在汽车行 业早期，车内网络架构采用的都是点对点的通信模式。但随着汽车智能化和自动化 程度加深，功能愈加丰富，单车 ECU 和导线数量大幅增加。传统的点对点架构下一 辆车的导线长度可达数千米，节点可达上千个。一方面线束的采购和装配成本大幅 增加，另一方面也

16、加剧了对车内有限空间的消耗。点对点通信到汽车总线，复杂度大幅降低，可靠性及可维护性大幅提升。点对点的 通信模式下，动力及车身控制中的各个功能单元都要与仪表盘进行一对一连接，各 动力功能单元之间也需要相互连接，线束繁多，布线复杂。以 CAN 为代表的总线技 术问世后，动力单元可连接到一条动力 CAN 上接到仪表盘，车身单元连接到车身 CAN 上接到仪表盘，线束的数量和结构大大简化。传统点对点式的通信架构下汽车 每增加一个新功能就需要对应增加一个 ECU，增加电线和线束布线，并嵌入相应的 硬件和软件，效率低且可操作性差。而分布式架构如 CAN 总线可协助车辆实现最 高减重 45kg 公斤并节约空间

17、。相比于点对点式的通信模式，分布式架构优势在于： 1）允许紧密联系的功能部署在一个 ECU 上从而更简单地集成到网络上；2）损坏替 换很方便；3）应用层协议和数据定义统一，任何遵循协议的供应商所生产的控制单 元都可轻易添加或拆除，几乎不需要硬件和软件的修改适配，灵活性强，设计成本 低。汽车总线技术发展历史早，迭代周期长，固化传统供应链及运作模式难以适应更 快的开发需求。早在 1986 年博世便提出 CAN 总线技术，至今其仍是应用最广的 汽车总线技术，并且在进行更新迭代。2015 年，传输速率 5Mbps 的 CAN-FD 国际ISO 标准推出，2021 年 CiA（CAN in Automa

18、tion）发布 CiA 610-1 规范（第三 代），传输速度可达 10Mbps 的 CAN XL 面世，但尚未正式通过 ISO 标准。LIN 总 线、FlexRay 总线和 MOST 总线的最初标准分别于 1999 年、2005 年、2006 年相继 提出，相关公司或联盟的建立均在 2000 年之前。对于彼时的汽车而言，这些总线 技术已基本能满足车内通信需求，因此一直沿用至今，技术进步和迭代速度并不 快，直到最近在智能网联汽车对车内通信需求大幅提升的冲击下，CAN 总线的迭 代速度才有所加快。车内不同场景应用不同的总线技术以满足带宽与成本的平衡。自总线技术出现以来， 各大汽车厂商及零部件供应

19、商曾开发过种类繁多的通信协议。SAE 依据传输速度和 用途将汽车网络划分为四个等级，一个典型的车内网络会同时应用多种总线技术以 针对功能、安全需求不同的场景，保证可靠性的同时做到成本控制。以奥迪 A6 的 车内网络架构为例，其发动机及动力相关功能接到动力 CAN 总线上、车门、座椅等 功能连到舒适 CAN 总线上，音视频单元则使用 MOST 总线进行连接，各类型总线 之间通过总线数据诊断接口/网关进行连接。车身、动力等功能中 CAN、LIN 总线应用最广，数据传输需求大的音视频则采用 MOST 总线。汽车中大部分车身控制及舒适功能（如车门、车窗、座椅、空调 等）对于实时性、传输速率的要求不高，

20、可采用低速 CAN、LIN 等传输速度不高 但可靠性强、成本低廉的总线；动力、辅助驾驶相关的功能安全等级要求和可靠 性、实时性要求更高，采用更高速率并具备高可靠性的高速 CAN、FlexRay 总 线；而音视频娱乐功能对于传输速率的要求最高，采用专门用于音视频传输的高 带宽 MOST 总线。此外各大总线通过中央网关进行数据交互传输。CAN 总线、 LIN 总线、FlexRay 总线和 MOST 总线是截至目前应用最广的传统总线技术。2.2. CAN 总线：可靠性为王1）CAN 总线简介：CAN(Controller Area Network/控制器局域网络总线)是德国博世 （BOSCH）公司在

21、 1986 年开发的一种串行数据通信协议，用于解决汽车中控制与 测试之间的数据交换问题。CAN 总线支持分布式控制和实时控制，通过拓扑方式连 接控制单元形成一个完整系统，在应用中主要用于解决不同系统之间的通信问题， 依据传输速度不同可以分为动力/高速 CAN(1Mbps，ISO11898)和舒适/低速 CAN(125kbps，ISO11519)。 2）CAN 总线结构：ECU 需要 CAN 接口才能参与 CAN 通信，CAN 接口由 CAN 控 制器和 CAN 收发器组成。CAN 控制器执行 CAN 协议规定的通信功能，可以大大 减轻主机负担；CAN 收发器负责将 CAN 控制器连接到物理传输

22、介质即双绞线上。3）CAN 总线竞争与仲裁机制：CAN 报文数据帧包括帧起始、仲裁段、控制段、数 据段、校验段、应达段和帧结束段七个部分，完成信息识别、仲裁到校验、应答的完整传递过程。当多个节点竞争 CAN 总线的使用权时，通过仲裁段确定信息传递 的先后与优先级。仲裁采用“线与”机制即 1&0=0：只要总线上有一个节点将总线拉 到低电平（逻辑 0）即显性状态，总线就为低电平（逻辑 0）即显性状态。而只有所 有节点都为高（隐性），总线才为高，即隐性。即报文的 ID 值越小，优先级越高， 仲裁失败的报文进入“只听”模式。 4）CAN 总线通信方式：CAN 采用多主通信方式，数据以广播形式发送。所有

23、节点 都可以自主发送和接收其他节点的信息，CAN 控制器大多具有根据 ID 过滤报文的 功能。但因此 CAN 总线负载率需控制在 70%以下，否则低优先级 ID 的报文发送会 产生严重的延时。因此虽然理论上 CAN 总线最多可以连接 110 个节点，实际应用 中远远达不到这个数量。5）CAN FD&CAN XL：2011 年 Bosch 发布了 CAN FD（Flexible Data-rate）的方案 以应对车辆控制器数量和通信数据激增产升的新需求。CAN FD 优化了通信带宽和 有效数据长度，使得 CAN FD 的通信速率可达到 5Mbps。主要原理为：A. 增加报 文中有效数据占比，将数

24、据域从 8 比特提升至最大 64 比特，使得报文中有效数据 占比显著提升。B. 增加总线传输速率。报文起始时采用 500Kbps，数据区间采用 2Mbps。而 CAN XL 数据段支持最大 2048 字节的数据段，数据段传输速度可高达 10Mbps，使得传输速率进一步大幅提升。2.3. LIN 总线：低成本覆盖低速场景1）LIN 总线简介： LIN（Local Interconnect Network/局部互联网络）协会于 1998 年由 5 家整车厂（奥迪、宝马、戴姆勒、沃尔沃、大众）、1 家半导体制造商（摩托 罗拉）、1 家工具提供商（Mentor Graphics）成立。LIN 总线为其

25、所制定的针对低速 网络的低成本网络解决方案（20Kbps）,主要用于解决一个系统内的通信问题，应用 于车窗、车门、座椅等对实时性和传输速度要求不高但成本敏感的领域，从而与 CAN 总线形传输速度和成本上的互补。 2）LIN 总线结构：一个 LIN 节点主要由微控制器和 LIN 收发器组成，微控制器通 过 UART/SCI 接口与 LIN 收发器连接，而几乎所有微控制器都具备 UART/SCI 接 口，因此 LIN 节点并不需要专用的控制器，从而大大降低了成本。LIN 总线网络由 一个主节点、一个或多个从节点以及一条单线组成。3）LIN 总线通信方式：LIN 总线所有节点都包含一个从任务（Sla

26、ve Task），负责消 息的发送和接收，主节点则还包含一个主任务（Master Task），负责通信的启动。通 信时主任务发送报头，携带动作命令的信息，从任务提供响应信息补充报头形成完 整的报文。报文内容和 CAN 类似，由 ID 定义，且同样采用广播方式，所有节点都 能够接收和响应总线上的帧信息。在车辆设计阶段 LIN 总线上的通信调度优先级会 预先确定好，该调度表由 “LIN 描述文件” 发送到所有的 LIN 节点。4）LIN 总线优劣势：LIN 总线采用单线传输、硅片中硬件或软件的实现成本低、无 需在从属节点中使用石英或陶瓷谐振器从而成本大大低于 CAN 总线。但低成本的 软硬件也限制

27、了极低的传输速率。此外 LIN 总线的单宿主总线访问方法存在局限， 一旦主节点出现问题，整个 LIN 网络将会瘫痪。2.4. FlexRay 总线：较高速度高容错、较灵活拓扑结构1）FlexRay 总线简介：2000 年奥迪、大众、宝马、戴姆勒、通用汽车等主机厂 和博世、飞思卡尔、恩智浦等供应商成立 FlexRay 联盟，旨在开发一种独立于 OEM 的通用性强、确定性和容错率高的 FlexRay 通信标准，联盟成员无需支付 许可费就可直接使用该标准。 2）FlexRay 总线拓扑方式：FlexRay 总线有两组独立的物理通信线路，每组信道 传输速率可达 10Mbps。两组信道既可可同时使用，也

28、可只选一组，另一组作为冗余备份，使得消息传输具有容错能力。FlexRay 有多种拓扑结构，可以采用类 似 CAN 总线的线型结构，也可以使用星形拓扑结构，且两个通道可以采用不同的 拓扑结构，如一个通道采用星型拓扑结果，另一个通道采用总线型拓扑结构，拓扑 方式十分灵活。3）FlexRay 通信方式：FlexRay 总线采用周期通信的方式，一个周期由静态部 分、动态部分、符号窗口和网络空闲段共四部分组成。其中静态部分和动态部分 用于传输数据，特征窗用于表示周期开始、测试、唤醒网络等，网络空闲段用于 同步本地时钟。静态部分采用时分多址 TDMA（Time Division Multiple Acce

29、ss） 的数据传输方式，不同 ID 报文帧信息的传输如同定时出发的列车、航班，有具 体的时刻表安排，总线通信规律性和可预测性强。动态部分则采用柔性时分多 址 FTDMA（Flexible Time Division Multiple Access），会轮流问询每个节点是否 有发送消息的需求。静态部分用于发送需要经常性发送的重要性高的数据，动 态部分用于发送使用频率不确定、相对不重要的数据。整体来看，FlexRay 总线 以时间触发为主、兼顾事件触发，适合用于对安全性和实时性要求高的领域，如 线控底盘和线控转向的通信：电子动力转向系统（EPS）、电子稳定控制系统（ESC）、 主动悬架系统（AS）

30、和发动机管理系统（EMS）。2.5. MOST 总线：光纤传输、专精多媒体1）MOST 总线简介：MOST（Media Oriented Systems Transport/面向媒体的系统 传输）传输介质为光纤（有塑料保护罩、1mm 内芯的聚甲基丙烯酸甲酯纤维）， 采用 650nm 的 LED 发射器，数据以 50Mbaud、双相编码的方式发送，MOST 25 的最高数据速率为 24.8Mbit/s。与采用铜线的总线技术相比，光纤网络不会受到 电磁辐射干扰与影响，抗干扰能力强。 2）MOST 总线拓扑结构：MOST 可采用多种拓扑结构，如星形和环形，目前大 都采用环形布局，允许共享多个发送和接

31、收器的数据，一个网络中最多可以有 64 个结点。接通电源后 MOST 网络中的所有结点就会同时全部激活。3）MOST 总线通信方式：MOST 25 总线数据传输使用 512kbit 的帧和 16 个帧块， 帧重复率为 44.1kHz（数字式音频装置的传送频率为 44.1kHz）。除前导码和其他内 部管理位，每个帧包含同步、异步和控制数据。其中同步数据用于实时传送音视频 信号等流动型数据；异步数据用于传送访问网络及数据库的数据包；控制数据用于 传送控制报文及控制整个网络的数据。2.6. 传统汽车总线架构：技术成熟成本低但智能网联趋势下可拓展性低CAN、LIN 传统总线短期内难以被替代。目前 CA

32、N 总线及 LIN 总线仍是应用最广、 最成熟的 ECU 总线通信方式。由于成本低廉、架构简单且主要用于对于传输速度相 对不敏感的领域，短时间内 CAN、LIN 总线仍将是车内主流的通信架构，难以出现 完美的替代产品。总线架构下随着汽车产销及车内 ECU 数量的不断增加，CAN、 LIN 节点数仍会保持增加态势。传统总线技术成本低廉且方便快捷。总线技术上个世纪 80 年代问世以来已经经过了 30 余年的发展与应用，与汽车产业链深度耦合，其可靠性和可实施性已得到充分 验证。在汽车中采用分布式控制可以最大程度地利用已有的软硬件资源和成熟的技 术方案，短期内可以有效地降低研发成本并缩短开发周期。 智

33、能网联汽车发展趋势下单车 ECU 数量飞涨使得传统总线技术的集成复杂度增加， 开发难度加大。分布式总线架构会随着汽车 ECU 数量的增加而愈加复杂，集成验证 更加困难，对 OEM 的技术能力要求进一步提升。一个复杂功能如代客泊车的实现， 需要多个控制器全部开发完成后进行验证，其中任意一个控制器出现问题，就可能 导致整个功能全部失效。分布式架构下各个物理子系统之间的相互协作关系十分复 杂，各个系统之间需求的平衡以及系统集成的难度很大，使得开发成本增加。3. 汽车电子电器架构（EEA）演化：高速、大算力为刚需3.1. 传统分布式架构已经无法满足未来的车内通信需求3.1.1. 车内有限空间下传统架构

34、复杂度高、可扩展性低汽车内架构及线束随着功能的拓展越来越复杂。一方面空调、车机及部分监管要求 导致的功能增加和机械到电子的发展趋势使得线缆、连接器等用量成倍增长；另一 方面，新能源和智能网联的新浪潮也催生了新的复杂度。各国政策对于节能减排的 指引和对新能源汽车的大力推动对车内架构提出了新的需求，如用于电动车三电系 统的高压连接器。此外，自动驾驶及车联网的功能也使得车内的数据传输量大幅提 升。传统功能的电气化叠加新需求的出现使得车内架构和线束复杂度达到历史高峰， 在车内有限空间的制约下，原有架构亟需改变以满足智能网联汽车发展需求。分布式架构的低可变性、低拓展性不再适应功能越来越丰富的汽车的快速迭

35、代需求。 智能网联汽车的功能相比传统汽车大幅增长，若采用传统分布式总线架构，不仅需 要配置更多的 ECU 和线束，还意味着更少的物理自由度、更低的架构可变性及可拓 展性。例如，在传统分布式架构下，一辆高配汽车拥有超过一百个 ECU，同时需要 执行大约两亿行代码。这无法满足现代汽车稳定快速增长的软件功能迭代需求，传 统总线已经不适合未来预期的 ECU 数据传输和通信。未来的车内通信需要从硬件和软件两个维度上降低复杂度，硬件集成及软件平台厂 商将受益。硬件层面，通过域集中-区域集中-中央集中的电子电器架构演化减少 ECU 的数量及线束的长度及重量；软件层面，一方面 ECU 的集成可显著减少适配硬件

36、开 发的软件版本数量，降低开发难度、缩短研发周期，从而提升软件开发的敏捷性； 另一方面，集成的域控制器、中央计算平台以及 OTA 功能等的代码开发量和开发难 度相比传统 ECU 显著提升，需要专业化的开发平台和工具链以提升开发效率，对 Tier1 或者主机厂的软件开发投入要求增加。3.1.2. 传感器增加以及 OTA 功能对于传输速度的需求大幅上涨智能网联汽车感知系统数据和 OTA 数据传输速率需求大幅提升。自动驾驶传感器 速率传输需求或将超过 3000Mbps。自动驾驶等级的提升要求环境感知能力同步增 强，也意味着需要配置更多的传感器，目前市面上领先的自动驾驶车型理想 L9、小 鹏 G9、蔚

37、来 ES7 等的激光雷达、毫米波雷达、摄像头、超声波雷达、高精度定位等 传感器装配数均超过 30 个，车内通信数据传输要求大幅提升。麦肯锡预测，未来自 动驾驶汽车整车的数据传输量将达到 4TB/h，传统总线技术如 CAN、MOST 等远远 无法满足需求。汽车 OTA 功能也要求高速率的车内通信。OTA 技术指提供远程为 汽车的软件甚至硬件提供在线升级，它具备可快速迭代新功能、节省成本（厂商召 回成本+用户时间成本）的优势，已成为高端智能网联车型的标配。要达到对超过一 百个 ECU 的车内软硬件系统快速刷写需要车内通信网络支持大数据量的传输。3.2. 域集中到中央集中，集成度不断增加下传输及算力

38、要求同步提高车内通信架构呈现分布式-域集中-区域集中-中央/车辆集中的发展趋势。博世将电子 电器架构发展划分为分布式-域集中-车辆集中三个阶段。2010 年来智能化和网联化 新需求催生电子电器架构不断创新，2025 年区域控制将普及。相比传统的分布式总 线架构，未来的汽车 EE 架构将由数量更少但功能更多更强、集成度更高的 ECU/DCU 组成，降低架构复杂度并提升可拓展性，目前领先的已量产主流车型已 达到域集中的架构。域集中指将功能相近的 ECU 集成到一个域控制器（DCU/Domain Control Unit）上进行控制。目前在汽车行业得到广泛认同的五域划分为：辅助及自 动驾驶域、信息娱

39、乐（显示、娱乐和信息系统）域、车身&舒适域、底盘连接域以及 动力总成（推进和废气处理）域，但主机厂依据自己的选择可选择划分为 3 个域、 4 个域。随着自动驾驶等级的提升和功能的增加，车内架构将进一步演化，域与域 之间会进一步融合，计算资源将被集中到中央计算平台上，功能域被按空间划分的 区域代替。EEA 最终的形态是云化，在满足低时延、高传输速度和高可靠性的条件 下将功能服务放到云端运行。域集中架构将功能相近的 ECU 集成到域控制器(DCU)，可减少 ECU 和线束数量， 更加具有成本效率。分布式架构下，一家大型汽车 OEM 的支持三种不同引擎的发 动机控制器软件可能会有 144 个软件/校

40、准版本；而在集中式或面向域的体系结构 下，由域控制器托管控制器功能的主要部分，以及一个非常简单的智能执行器，仅 需要捕获硬件可变性（不同引擎之间的差异和底层硬件平台之间的差异），就能够使 得域控制器的版本数减少到 72 个，智能执行器的版本减少到 3 个，总软件版本数 量减少到 75 个。DCU/ZCU 的集成对于通信带宽也提出了更高的要求。ECU 集成为 DCU/ZCU 意味 着将从前多个 ECU 所需处理的数据交给一个控制器处理，对算力和传输速率要求 提升，自动驾驶也需要每时每刻感知外部环境并传输图像、点云等数据，整体对于 车内通信速率的要求大幅提升。据麦肯锡估计，未来自动驾驶汽车中会达到

41、 4TB/h 的数据传输。传统总线技术中，目前最大带宽的 MOST150 也只能支持 150Mbps 的 数据传输速度，远远达不到自动驾驶的数据吞吐要求。 对车厂而言，集中式/集成式的架构相比分布式架构在技术实现上更有难度，但可拓 展性强，发展前景更好。集中式的架构下功能更强大的域控制器、区域控制器技术 含量更高、软硬件要求都有较大提升；同时也会使得车内网络更加简单，让车厂能 够以较小的成本实现客户越来越多的功能需求。3.3. 主机厂域集中架构一览：特斯拉遥遥领先，小鹏走在国内前列特斯拉区域集中架构走在行业前列。在汽车架构方面特斯拉领先优势明显，其 Model 3 车型跳过域融合阶段，采用区域

42、集中架构。从 Model S 到 Model X，整车架构变化 并不明显，均是比较典型的基于功能域划分的结构：车身域、动力域、底盘域等， 各个功能的 ECU 分别通过 CAN 总线接到中控显示屏上。区别是在 Model X 上特斯 拉加强了部分模块的集成性，增加了 Falcon CAN/Thermal Can 的使用，将车门和热 管理相关功能划分出来接到单独的 CAN 总线上。沃尔沃：从域控架构到区域控制的经典案例。沃尔沃 SPA1.0（第一代可扩展模块架 构）为经典域集中架构，该域控架构 2015 年投产，共有信息娱乐域、车身控制域、 主动安全域和底盘动力域四个域；主干网 FlexRay 和

43、以太网，其中以太网主要用于 诊断功能，此外还应用有 CAN、LIN、MOST 等总线；虽然 SPA1.0 采用域集中架构 进行了一定的集成，但整车 ECU 数量仍高达一百多个，复杂度和线束成本仍然较 高。其与安波福联合开发的 SPA2.0 架构，以太网替换 FlexRay 作为主干网，以中央 计算平台 VCU 为核心，将域控制器和大量需要计算的 ECU 集成到中央计算平台， 网关、配电、机电控制 ECU 等集成到区控制器，大大减少 ECU 数目。搭载 SPA2.0 的纯电型 XC90 车型预计 2023 年落地。传统主机厂均虽具体集成功能有所差别，但均在尝试由分布式向域集中、区域集中 架构的转

44、变。传统主机厂均基于现有架构进一步开发面向区域的架构，如宝马、大 众、上汽、长城等。上汽零束全栈 3.0 方案采用 2 个 HPC+4 个区域控制器的架构， 区域与 HPC 间用以太网进行连接。大众采用大陆的 ICAS HPC 域控的架构已经量 产，目前已实现车身（ICAS1）和信息娱乐（ICAS3）的集成，ICAS1 和 ICAS3 可 通过以太网或 CAN 总线连接，自动驾驶（ICAS2）的进展相对较迟缓。宝马目前架 构，四个功能域之间已实现以太网的应用，下一代中央计算+区域控制的架构中以太 网应用更广，一些 ECU 与 Zonal 的连接也会从 CAN 变为 10BaseT1S。奥迪架构

45、方 案为 2 个中央计算平台+7 个 Domain。理想 L9 采用域控制器架构，2023 年新车型或采用中央计算平台架构。理想汽车电 子电器架构为三个车型三个架构的战略：理想 One采用 LEEA1.0传统分布式架构； L9 采用 LEEA2.0 域控制器架构，2023 年新车型为 LEEA3.0 中央计算平台架构。 LEEA1.0 架构下，各个 ECU 分别通过 CAN、LIN 等总线连接到网关上，自动驾驶 和智能座舱则分别由 ADAS 控制器和智能座舱控制器负责，但并未进一步集成。 LEEA2.0 域控制器架构在 1.0 的基础上将功能进一步集成为三大域控制器：中央域 控制器 XCU、自

46、动驾驶域控制器 FSD 和智能座舱域控制器 HU。其中 XCU 全自研， 集成了 VCU、EGW、BCM、BMS 等传统功能，已有中央计算平台雏形，便于进一 步迭代。FSD 采用 Orin 芯片，供应商为德赛西威。下一代中央计算平台架构则将车 控、智驾、座舱三大功能融合，CCU 通过 PCIe Switch 和 TSN Swith 实现各 SoC 的 互联以及与四个区域控制器之间的连接。理想 L9 域控架构已搭载 TSN，3.0 架构以太网应用将更加广泛。TSN（时间敏感网 络）是车载以太网的一种，理想 L9 采用的域控制器架构中，其中央域控、自动驾驶 域控及座舱域控之间的通信连接均采用 TS

47、N 以太网，保证了高传输速度下的低时延 和可靠性。L9 中以太网用于连接中央计算单元（即 XCU）、智驾和座舱三个域控制 器，而 CCU 架构则用于连接四个区域控制器和中央计算平台，同时区域控制器下 也有可能采用以太网，以太网用量将进一步提升。蔚来电子电器架构演化稳扎稳打，新一代平台仍为功能域集中架构。蔚来最早的车 内架构为底盘域+车身域+信息娱乐域+动力域+自动驾驶域的五大功能域架构。后续 架构进行了改进升级，如 ES8 的互联中央网关 CGW+中央显示控制单元 CDC+自动 驾驶域控制器 ADC，域控采用芯片为英伟达的 Xavier。采用新一代平台的 ET7、ET5 和ES7，蔚来应用了自

48、主研发的智能底盘域控制器ICC(Intelligent Chassis Controller)， 仍为功能域集中控制器架构，暂未发展到中央超算+区域控制的阶段。但其集成性和 功能性则进一步提升，新一代自动驾驶域控制器 ADAM 超算平台搭载 4 颗英伟达 Orin 芯片，算力高达 1016TOPS，是目前算力最高的自动驾驶域控制器之一。总结各大厂商架构方案，域控架构向中央计算+区域控制已成为大趋势，域控制器 和以太网的应用成为新增量。目前主机厂大多已有功能域集中架构量产车型，在功 能需求不断增加和 SOA 提升开发敏捷性的需求催动下，针对拓展性更好、线束成本 更低的中央计算+域控制器架构研发均

49、在进行中；从功能域到区域+中央计算平台， 域控制器的集成度要求也越来越高。从节奏而言，新势力厂商架构演化更加迅速， 其中小鹏已经实现 XEEA3.0 架构车型 G9 即将量产；传统主机厂则相对迟缓。但在 整体的演变趋势确定，一方面，短期内功能域控制器受益现有车型放量需求将高增， 长期功能域控将向区域控制、中央计算平台的方向演化；另一方面，中央计算+域 控的架构下要支持更大的数据传输，以太网的渗透将会逐步加深。3.4. 域集中趋势下智驾域和座舱域控制器作为核心零部件将快速放量自动驾驶域和座舱域控制器将是域集中架构下的核心零部件，是汽车实现个性化差 异化的重要载体之一。域控制器将作为域集中架构下汽车的运算和决策中心，将芯 片、软件操作系统、中间件、应用算法等多个层次的软硬件集成，同时兼容以太网、 CAN 总线等多类型接口，支持 OTA，是保证车内大数据量通信、实现智能网联化的 核心零部件。在目前的域集中架构中，座舱域和自动驾驶域进行的数据传输和处理 最多，且座舱网联娱乐和