汽车行业117页深度研究报告：智能汽车_未来最强的算力终端.docx

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1、汽车行业117页深度研究报告：智能汽车_未来最强的算力终端1 百年汽车产业的重塑汽车产业历经百年沉淀，已跨越“机械定义-硬件定义”的鸿沟，而在技术迭 代下的“新四化”浪潮正推动其进入“软硬件共同定义”的智能化时代。作为继智 能手机后，移动互联网浪潮下又一划时代的产物，智能汽车是人工智能、软件、半 导体、汽车、新能源、通信等诸多行业集聚半个多世纪成果的“核聚变”，是下一个十年最大的科技浪潮，而在此过程中，无论是产业格局还是其价值链都将迎来史 诗级的变革，同时其所孕育的投资机会也将会比10年前智能手机产业链更加惊人。1.1 透视分层结构下的主机厂困境纵观汽车架构的发展，僵化的分布式构造使得产业链逐

2、渐固化,并形成以 Tier1 为核心的链式结构，而其对主机厂的自主变革形成掣肘，局限性也逐渐凸显。当前 传统主机厂仍面临着较多困境，唯有乘“新四化”东风“软化”自身，以打破传统 产业链，并将其重塑为以主机厂为中心的多维网状结构，才有机会占据产业链变革 中的价值制高点。汽车发明之初，多由小型工坊自行制造、拼装而成，其仅具备必要的电气组件， 直至福特汽车发动“流程革命”才使得规模化生产变为可能。此时，汽车产业尚处 于“机械定义”阶段，即，其仍为各类元件拼装而成的机械产品，仅能凭借机械动力性能满足用户最基本的代步需求，无其他“附加”功能。而在该阶段下，主机厂 通常凭借自身在机械设计、动力设备或生产工

3、艺方面的积累独立生产，以形成独特的“产品竞争力”。通信技术革命是驱动汽车从“机械定义时代”跨向“硬件定义时代”的底层支 撑，消费者需求的井喷则从上层拉动产业实现跨代。在“机械定义时代”，汽车仅 具备车灯等最为基础的电气设备，直至车载收音机作为第一款电子零部件装配至汽车，其才由简单的“机械产品”迭代为“机械-电子产品”。但随着媒体设备、排放电子模块等功能性模块的增加，ECU、传感器等电子元件的数量急剧增加，硬件 成为汽车架构中最主要的部分。在此背景下，受制于单点通信方式的局限性，布线 系统为实现各硬件间的信息传输，只能选择被动性的叠加，从而导致了装配成本过高、总重量超重等问题。为了解决这一矛盾，

4、车载总线技术诞生，推出了 CAN/LIN/Flex Ray/MOST等多种标准的总线链路，并允许相关硬件在同一总线 链路下，实现数据以及功能的共享与传输，从而有效降解了原有布线系统的复杂性， 提升了数据的传输效率。至此，汽车进入“硬件定义时代”。总线技术虽然从物理层面优化了汽车硬件配置的布局，但其仍存在明显的局限性，即，ECU 数量的叠加导致支线链路复杂性不断提升，总线将不堪重负，从 而引发车辆出现信息传输等多方面的故障。同时，软硬件的高度耦合使得主机厂无 法自主进行软件迭代，Tier1 供应商成为产业链中的核心角色。在“硬件定义时代”， 主机厂受制于其自身研发能力的薄弱，同时考虑到包揽所有开

5、发工作所带来的成本耗费，更多选择依赖于具备较强研发能力的 ECU 供应商。但在分布式架构下， 由于一个 ECU 对应一个功能，且往往带有嵌入式的软件系统，这就导致了在此阶段，汽车软硬件之间呈现高度的耦合。而相较于产品内在的变化，我们更需要关注， 在此架构背后所映射的产业链议价权的改变，是供应商话语权的加速提升，主机厂 只能被动局限于零部件的整合工作。在此阶段，主机厂不再是产业链中的唯一核心， 而是由各级供应商和主机厂共同组成了完整的产业链，形成了“主机厂-Tier1- Tier2/ Tier3”合作模式，而强耦合的软硬件将产业链上的各角色逐渐固化，使得 主机厂无法自主地进行产品迭代。AutoS

6、AR 的出现，虽然初步实现了软硬件的解耦，但未从根本上对产业链产 生“革命性”的影响。在传统分布式架构下，各层级的供应商将不同的零配件提供 给 Tier1 进行装配生产，并由其向主机厂直接提供成品，但由于上游零部件和其自身技术路线不同，各 Tier1 的 ECU 产品接口及底层软件均有差异，导致汽车底层 软件重复的问题凸显，资源利用率较低。在此背景下，AutoSAR 的成立，使不同 结构的 ECU 软硬件接口实现了统一，并驱动了应用层与软硬件层实现初步解耦， 以增加应用软件的可扩展性、可移植性和复用率，主机厂也因此获得一定程度的 “解放”。但基于传统分布式架构所产生的 AutoSAR 具有局限

7、性，各厂商对 AutoSAR 规范理解的不一致导致软件模块复用率的提升不显著，鲜明的“硬件定 义”特征并未从根本上改变主机厂在产业链中作为“零部件整合商”的弱势地位。 同时，AutoSAR 开发软件及其工具链的高额价格也间接给主机厂带来成本负担。历经百年发展，高度固化的传统汽车产业链并未因总线技术或 AutoSAR 规范 等技术性的维新而发生革命性变化，Tier1 供应商仍旧作为定义功能的角色掌握产 业链制高点，传统主机厂仍面临诸多困境：成本困境：在渐进式而非变革式的技术升级及需求升级下，传统主机厂采用分 布式架构是历史情境下的最优解，但随着消费者对于汽车功能需求的升维，分布式 架构使主机厂陷

8、入多方面的成本困境中：为丰富汽车的功能，主机厂只能不断堆砌 供应商提供的 ECU 以满足迭代需求，但 ECU 的叠加使得主机厂也面临着高昂的 硬件成本与供应链管理压力。传统的 ECU 除实现具体功能的应用软件外，仍存在众多底层软件来保障 ECU 的正常运行，但不同供应商的 ECU，其底层软件的重复性较高，且无法实现跨模 块的使用，这也使得主机厂为适配不同零部件，需要在 CAN 收发、电源管理等底层软件上承担大量的“重复”开发费用。根据产业链调研，分布式架构下主机厂需 面临约 30%-40%的重复开发工作，同时复用率较低的软件也抬升了主机厂的后期 维护升级成本。此外，ECU 数量的增加使数据传输

9、所需的线束长度与成本也随之增加，为主 机厂带来成本与重量的双重压力。总线技术仅能优化 ECU 干线线束部分，繁复的 支线链路仍旧是沉重负担。根据佐思汽研的测算，如果沿用目前的分布式架构，自 动驾驶汽车的线束成本将不会低于 1000 美元，而其重量可达 100 公斤（特斯拉 全新的布线架构已将 Model Y 的线束长度降低至 100 米，总重量也仅约 1 公斤）。迭代困境：“硬件定义时代”下的 Tier1 作为定义功能的角色掌控着产业链的 制高点，而主机厂仅关注功能模块的性能指标和参数，却忽视了产品的系统逻辑及 软件架构，从而导致自研能力缺失，被 Tier1 供应商所“捆绑“。传统的线性供应

10、链中，主机厂仅需从不同的 Tier1 供应商中采购完整的功能模块并进行整合适配 即可，而“偏硬”的生产特点使其对软件的关注度不断降低，自研能力也逐渐丧失。 同时，功能模块软硬件的高度耦合及封闭性也促使主机厂丧失迭代主权：分布式架 构下车载软件的更新基本与汽车的生命周期同步，主机厂仅能在维护/召回阶段， 实现其功能软件的更新/升级，因此主机厂更多地选择缩短新品开发周期以实现产 品迭代而非单一的功能迭代。虽然 AutoSAR 的出现，提高了底层软件的复用程度 以降低主机厂自主进行功能迭代的难度，但主流博世、大陆等 Tier1 在 AutoSAR 的规范和底层软件仍互不兼容，主机厂无法完全地、自主地

11、排列组合底层代码以实 现功能的快速迭代。盈利困境：传统主机厂盈利模式单一，仅靠降本增效难以熨平营收的周期性波 动。传统汽车制造业属于周期性行业，行业景气度与宏观经济的波动周期存在明显 的正相关性，传统车企价值的实现方式为一锤子式的硬件销售，其收入=汽车销量 *单车收入，产品售出后主机厂难以再通过其他方式获利。当前汽车产业正在经历“硬件商品化”过程，一些传统机械零件正加速商品化和白标化，即，硬件所能实 现的差异性越来越小，硬件销售的利润越来越薄。1.2 架构迭代：“从硬到软”的重塑1.2.1 智能汽车的架构进阶智能网联化引领行业变革，EE 架构将向集中式推进，“软硬件共同定义时代” 全面来临。在

12、“新四化”背景下，以特斯拉为首的新势力率先启动变革，并将倒逼 传统主机厂进行架构革新。根据博世提出的“分布式-（跨）域集中-中央计算平台 架构”的演进构想，汽车架构将由传统的分布式架构向模块化、集成化的域集中式 架构开始演变。即，将大量相同功能的 ECU 进行整合，并交由域控制器进行统一 的管理调度，使开发人员能完全独立于底层硬件，进行上层软件的开发，以实现软 硬件解耦范围的进一步扩大，以及内在数据的集中交互和决策处理。此时， AutoSAR 也随之升级为 Adaptive AutoSAR，以适应新的智能化集中式 EE 架构。1.2.2 架构迭代下产业链的重组汽车 EE 架构的演化驱动汽车产业

13、经历从一个企业做车（机械定义）-一个产 业做车（硬件定义）-多个产业做车（软硬件共同定义、生态定义）的演变，供应 链形态也经历了从“点-线-面”的迭代。在“机械定义汽车的时代”，往往由一个企业进行汽车制造，但随着功能的增 加，“硬件定义汽车时代”到来，汽车系统逐渐变得复杂，配套供应商等角色的参 与，组成了完整的汽车产业链，形成了“主机厂-Tier1-Tier2/ Tier3”垂直合作 模式。但由于分布式架构的开发高成本与技术短板，主机厂主要依赖于 Tier1 实现 汽车产品复杂功能的落地，自身只需解决好传输网络、车身管理等整车适配问题， 即“整车功能的实现=N* Tier1（软硬件解决方案）”

14、，却也在一定程度上限制了主 机厂自主定制开发的权利。传统供应链格局被颠覆，软件实力成为制胜关键。在”软硬件共同定义时代“， EE 架构逐步升级为集中式架构，软硬件的解耦从软件应用层的分离到整个软件架 构的打通，软件成为主机厂实现创新的突破口。此时，主机厂已不再满足于传统的 “黑盒模式”，希望借此加强自身的软件能力，积极变革转型，凭借全栈式软件能 力锁定产业链中的高利润环节。在此趋势下，汽车产业过去所依赖的共享成本、共 摊风险的“主机厂-供应商联盟”的模式将被打破，产业链也将被重塑，而具备自 主研发能力的主机厂可跨过 Tier1直接与具有软件实力的Tier2合作，带动了Tier2 地位向 Tie

15、r1 转移，从而打破了原有传统的垂直供应链格局，并将其塑造为扁平化 网状模式，即“整车功能的实现=主机厂（软件）+Tier1（软件/硬件）/Tier2”。科技公司入局，成为供应链中新一代 Tier1。以华为、BAT 为代表的科技巨头， 利用自身技术的优势切入智能汽车领域，通过为主机厂提供智能汽车解决方案、增 量部件、开源软件平台等方式与其进行开放合作，形成优势互补、多方合作的产业 布局。同时，原本处于 Tier2 位置的软件企业可能跃升至 Tier1，甚至 Tier0.5，或 将成为智能汽车产业链中强有力的竞争者。在产业链变革的同时，主机厂其自身的组织架构也将由“以开发新品为核心” 向“以提供

16、服务为核心”转变。在传统产业链中，主机厂的组织架构多为垂直体系， 设计、研发、销服等职能部门间联通性差，难以快速响应客户需求升级。但在“软 硬件共同定义时代”，主机厂可通过功能/软件的 OTA 升级来获取稳定的收益，而 新功能的快速开发/迭代，将推动其进行组织架构的变革，由垂直体系向扁平化发 展，并以各事业部为基本单位，以贴近用户需求实现转型。1.3 智能化：汽车“价值”的胜负手1.3.1 万亿市场的“阿基米德支点”汽车的单体价值量远超于手机，其所带来的产业性机会更为明显。智能手机的 市场规模远远不及传统汽车市场，根据 IDC、国际汽车制造商组织的资料显示，其 通过手机出货量与汽车出货量进行测

17、算，结果显示传统汽车的市场规模（1.8 万亿 美元）已是智能手机（5000 亿美元）的 3 倍以上。我们在结合以上数据，以及对于智能汽车趋势的理解下进行综合判断，认为在“新四化”的背景下，随着智能网 联化的驱动，智能汽车的市场规模不仅仅只是延续，更有望实现大幅的超越，而软 件的价值将是其中最大的增量。在智能网联化驱动下，EE 架构的革新驱动汽车价值的重心从硬件向软件转变， 软件成为智能汽车产业的关键，驱动软件市场规模的增长。在 Automotive News Europe 资讯中 NVIDIA 创始人兼首席执行官黄仁勋表示：“汽车制造商的业务模 式将从根本上发生改变。到 2025 年，许多汽主

18、机厂业很有可能以接近成本价的价 格销售汽车，并主要通过软件为用户提供价值。”汽车价值链呈现“总量上升，重心后移”趋势，其价值从硬件-软硬件-服务不 断延伸。传统汽车作为载人交通工具，主要聚焦于整个汽车制造价值链条。而在智 能汽车的驱动下，汽车围绕着移动终端进行角色转换，提升设计研发、后市场服务 等环节的软件价值，促进其产业的“微笑曲线”不断向后端延伸，形成“制造+服 务”的价值链条。其中，服务的增加不仅仅只存在于曲线后端，而是长期贯穿于汽 车的全生命周期，推动汽车产业价值总量上升。1.3.2 以智能化为名，拥抱“座舱、自驾“硬核时代根据上文中的分析，“在新四化”趋势下，整车可主要分为动力总成域

19、、底盘 域、车身域、智能座舱域和自动驾驶域这 5 大功能域。其中，智能座舱域、自动驾 驶域作为差异化的“新兴域”，亦是汽车智能化体现的焦点：智能座舱：“第三空间”的延展，以生态的构建为核心。智能座舱的发展受益于 整车架构的升级，进而实现软硬解耦以及多屏间的高效互动，并通过融合及处理 “语音、视觉”等感知数据，赋予车辆智能互动、实时监控、应用联动等能力。相 较于自动驾驶，智能座舱将更多体现的是“第三空间”的延展，以及长续的生态构 建，其实现的难度相对较低且性价比更高。受益于消费者对于汽车舒适性安全性诉 求的日益增长以及消费电子产品应用场景的逐步迁移，其将有望迎来更快的渗透。自动驾驶：将从高定制走

20、向标准化，终极目标为“解放”双手。自动驾驶能力 的实现，使得汽车将不再是 “行走的精密仪器”，也不仅只是“行走的计算机”，而 是真正意义上，为汽车配备了“隐形司机”，解除了其作为移动工具的桎梏，成为 真正意义上的“移动空间”。从其中的关键环节看，“感知-决策-执行”将逐步实现 解构，而车载传感器（眼睛）与计算平台（大脑）成为自驾关注的焦点，率先放量 引领发展潮流。2 智能座舱：始于互联网，进击元宇宙2.1 重新定义：始于互联网，进击元宇宙智能座舱将从“创新-迭代-颠覆”演化，以实现最终在元宇宙中的进击。其中， “创新”，即对内革新了座舱配置，以实现车内场景化+多模态交互；对外则以“网 联化”为

21、主轴，贯通了各 AIoT 终端间的互联，以最终达到“交互与生态”的重塑； “迭代”，即通过架构的革新，驱动汽车属性从“功能机-智能机”蜕变，无论是硬 件端的多屏联动，亦或是软件端的娱乐/网联功能的完善，均能实现常用常新；而 “颠覆”，则是打破了智能座舱的生态边界，使其成为智能家居、智能手机、可穿 戴设备等 AIoT 终端的生态入口，以脱离时间/空间的边界，最终或成为元宇宙下 的智能载体。智能座舱打开了元宇宙的任意门，成为了连接三维物理世界和元宇宙的超级 智能硬件。基于配置的升维，智能座舱拥有了语音识别、手势控制等“立体感”的 内在交互方式，同时与多类智能终端进行联动，拓宽了外在的交互边界，使得

22、乘客 成为了“终极操控者”。而通过架构的迭代，未来座舱域或将与自驾域配合以实现 司机“乘客化”，即司机在座舱内即可享受 ADAS 功能所带来的“双手自由”。此 时，智能座舱作为“移动的第三空间”，具备了元宇宙所需的交互、娱乐、网联的 软硬件生态，并且在此过程中所产生的数据也成为了刻画出元宇宙的“马良之笔”。 在 2021 年 9 月慕尼黑车展前夕，宝马集团推出了元宇宙虚拟世界 JOYTOPIA， 且用户无需用户名和密码就可以进入 JOYTOPIA 的世界，不仅可以欣赏英国知名 摇滚乐队的演唱会，还可以通过自身对应的虚拟人积极参与到活动中。2.2 横向：配置的升维，功能性的横向延展“多模态交互+

23、网联功能+车内场景化”化身为座舱智能化的名片，加速了配 置的全面升维。其中，多模态交互：中控大屏的出现使得交互方式从按键向触控升 级，但对于屏幕触控反馈的迟缓和视觉占用也在潜移默化中影响着驾驶安全。因此， 智能座舱的交互模式进一步向触摸-语音-手势等多模态的交互方向演化，以提高人 车交互效率；网联功能：网联化的“枝蔓”将智能汽车的互联范围从车内进一步延 伸至移动端、云端、路端等多终端，并以此通过 OTA 创造了软件及服务盈利的消 费价值；车内场景化：即实现座椅、氛围灯、声学系统的智能化升级，从而打造听 觉、视觉、触觉等多维度的立体感，给予用户最直接的智能化体验。基于此，智能 座舱将通过交互的升

24、级、网联的连接、场景的完善奠定了智能化的终局。2.2.1 交互：多屏化实现了内在交互的延伸交互方式的升级驱动“多屏化”趋势逐渐显现。智能座舱在早期即延伸了智能 手机单点触控的方式，但初时仍极易出现触控反馈迟缓和视觉占用问题。因此，座 舱的交互模式向“触摸-语音-手势”等多模态方向演化，并倒逼了内在配置的全面 升级。其中，中控屏幕、仪表盘、后视镜等“标配化”产品进一步进阶为“智能化” 产品，并纳入 HUD（抬头显示器）、后座显示屏等 HMI 多屏幕以赋予用户全面的 视觉交互盛宴。在“多屏化、联屏化“趋势下，车载显示信息的冗余易产生分散驾驶员注意力 等安全隐患，车载 HUD 应运而生。HUD 是通

25、过将行驶速度、导航等重要行车信 息投影到风挡玻璃上，使驾驶员在不低头的情况下能够看到重要行车信息以提高 驾驶安全性。HUD 最早出现在 80 年代末，并于 2001 年、2004 年，通用和宝马 分别推出了彩色 HUD，搭载于其高端车型内；现阶段，HUD 通过与头部车企合作 打开市场，已经在高端车型上实现普及，但整体搭载率仍处于较低水平。但我们认 为，随着技术逐步成熟，成本进一步的降低，未来五年 HUD 将有望从高端车型向 中低端车型加速渗透。高性能叠加高安全性，AR-HUD 逐渐兴起。HUD 可分为 AR-HUD、W-HUD、 C-HUD。其中，C-HUD 采用半透明的树脂板放置于仪表上方反

26、射虚像，但成像面 积小、呈现效果较差，而 W-HUD 直接采用前挡风玻璃反射成像，具备成像区域 大、成像效果好、显示信息丰富等优点，逐渐取代 C-HUD，成为目前前装市场的 主流。2.2.2 网联：T-Box 助力座舱外在的互联T-box 作为网联化功能实现的必要条件，成为万物互联的最优解。T-Box，即 Telematics-Box，又称 TCU（车联网控制单元），指安装在汽车上用于控制跟踪汽 车的嵌入式系统，包括 GPS 单元、移动通讯外部接口电子处理单元、微控制器、 移动通讯单元以及存储器。T-Box 主要用于车辆和后台系统/手机 APP 通信，实现 手机 APP 的车辆信息显示与控制。

27、即，当用户通过手机端 APP 发送控制命令后， TSP 后台会发出监控请求指令到车载 T-box，车辆在获取到控制命令后，通过 CAN 总线发送控制报文并实现对车辆的控制，最后反馈操作结果到用户的手机 APP 上， 可以帮助用户远程启动车辆、打开空调、远程解锁、远程座椅加热等。国内 T-Box 参与者有华为、联友科技、德赛西威、东软、均联智行等。其中， 华为从通讯芯片到模组、T-Box 进行了垂直布局，并借助在 5G 芯片上的先发优 势，推出了 5G 车载模组 MH5000、5G 车载终端 T-Box 平台，且在 5G 模组及 T-Box 前装市场实现首发量产，陆续搭载于广汽新能源 Aion

28、V、比亚迪汉、北汽 ARCFOX T 等车型；联友科技（东风汽车下属科技公司）的 4G T-Box 在国内最 快突破百万台量产数量，目前已出货 270 万+，且 5G C-V2X T-Box 于 2021 年 8 月量产上车。2.2.3 场景化：内饰配置的升维构筑座舱场景化的升级氛围灯、声学系统、座椅等内饰装置构筑了车内立体场景，赋予了用户在消费 体验上的升维。其中，氛围灯作为装饰与指示的结合体，一方面，通过不同种类的 灯光载体以及色彩变化可以营造出科技感、未来感的氛围效果；另一方面，利用氛 围灯控制器对不同的氛围灯节点进行精准控制，并在高算力的 ECU 连接和高效率 的 CAN 总线传输下，

29、可以实现与驾驶员场景相匹配的智能环境感知控制。例如， 2021 年发布的奔驰 S 级主动式环境氛围灯的光线可覆盖所有乘客，并根据车内的 香薰味道、音乐风格、天气状况自动调整色调，以帮助车内乘客获得更加舒适的乘 坐体验。全球扬声器市场格局以欧美开放系与日韩封闭系两大主机厂阵营进行划分， 国内厂商仍处于起步阶段。其中，欧美系是以福特、大众、通用集团等欧美主机厂 为代表，对于产业链中的供应商选择持有开放态度，主要有普瑞姆、艾思科集团、 丰达电机等国外厂商；日韩系则是以丰田和现代汽车为代表的日韩主机厂，扬声器 供应商首选本土厂商，较为封闭，以丰达电机、先锋电子厂商为主；而国内厂商仍 聚焦于中低端市场，

30、但未来随着产品质量、客户粘性，以及新能源汽车自主品牌出 货量的提升，国内供应商的份额将有所提升。目前，比亚迪、蔚来、理想等多个主 机厂已经开始采用国内厂商的扬声器进行装配。2.3 纵向：架构的革新，生态级的纵向优化2.3.1 硬件架构：座舱底座“攻坚战”座舱域芯片：“智能化、网联化”为关键指标车载屏幕作为人车交互最直接的触点，将从单屏逐渐扩展到中控屏、仪表、 HUD等多个屏幕，而为了实现各屏间的互联互通与较高的交互效率，“一芯多屏”、 “多任务并发”方案有望成为主流。同时，为了强化与云端、车端间的交流，智能 座舱的联网功能也将进一步完善，而座舱芯片作为支撑功能运行的底座，在座舱域 中的具体要求

31、即是实现“智能化、网联化”两大关键性指标。其中，“智能化”的 体现，即是在“一芯多屏”架构下多样化、复杂化的交互任务和多并发车载应用的 处理能力，其背后是以高算力作为支撑点；而“网联化”则是在基于车联网生态下， 座舱内部与车端、路端等外部的交互能力，具体表现则是 5G Modem 技术的延 展。此外，对于座舱中的娱乐信息系统而言，车载应用通常为多任务并发形式，因 此芯片的多重并行计算能力愈发重要。同时，叠加应用的高并发+图像显示的高标 准（即图像显示复杂度、精细度和实时性），将驱动 GPU 逐渐从 CPU 中分化为图 像专用的处理器以承载其所需的高性能计算能力，以及较高的渲染能力。其中，对 于

32、 3D 图像效果，200GFLOPS 以上即能满足 3 个屏幕以上的图像显示，而针对 GPU 进行图像算法处理，则需要 500GFLOPS。此外，针对座舱内生物识别、语音 控制等交互功能，以及座舱内氛围灯、声学等感知系统，高性能的 AI 处理器将协 助加速处理感知任务以提高芯片运算速度，即对应芯片的 NPU 赋能将成为芯片架 构中的附加分。基于此，高算力“CPU+GPU（+NPU）”组合将成为主机厂在算 力赛中的重要底牌。网联化：5G 通信技术成为座舱芯片网联性能提升的关键因素。在传统座舱阶 段，导航地图等功能的离线导致定位的准确度差等问题显现，且无法流畅地实现手 机端与车机端的互联。因此，为

33、了加强座舱内部与多智能终端，甚至云端、路端等 外部的联系，SoC 芯片还将集成通信单元以保证车辆在行驶过程中的连续性。而 在此背后，成熟的通信技术是决定其联网性能的关键。相较于 4G 通信技术，5G 通信的高速率、低延时和广覆盖的特性更能够满足智能座舱域控制器的海量数据 的联系，更符合“传输趋势”。此外，根据我们产业链调研发现，单芯片的性能并非主机厂考虑的唯一要素， 除了智能化和网联化的能力外，技术支持、产品规划、价格（性价比）、安全等级 也会纳入考虑范围。其中，技术支持方面：较强的本地化技术支持能够加快问题反 馈速度，以扩大芯片使用周期、保障芯片高效运行。座舱域控制器： 解耦趋势下的谋进智能

34、汽车 EE 架构的革新集合了相同功能的 ECU，产生了不同的域，而域控制 器成为了相同功能的集中营。其中，智能座舱控制器主要负责汽车座舱电子系统， 其不仅融合了中控屏、液晶仪表、HUD、流媒体后视镜等交互硬件，同时集成了 T-Box 等网联设备，以及氛围灯、声学系统、座椅控制器等场景化内饰。基于此， 座舱域控制器不仅需要高算力的主控芯片等硬件支撑不同功能的运算，同样也需 要操作系统、中间件、应用算法等软件的结合。此外，在芯片适配能力：主机厂受制于不同的硬件配置及软件配套，导致开发 成本较高，因此具有良好适配能力的域控制器厂商更易受到主机厂青睐。在产业发 展前期，“芯片-域控制器-主机厂”供应链

35、条中，域控制器 Tier1 的定位除提供集 成能力外，还在于为芯片厂商提供必要的市场客户资源和供应链整合能力。目前部 分国外核心座舱芯片厂商，因其传统业务重心的不同，导致短期内恐暂不具备对国 内市场进行完全自主推广的能力，而传统头部 Tier1 深耕行业和区域多年，与多家 当地主机厂均已形成成熟的合作关系，加之头部行业地位使得其也具备对供应链 上下游良好的掌控力。但长期看，“芯片商-域控制器商”的耦合关系容易导致主机 厂难以在软硬解耦的发展趋势下具备快速的迭代效率。此时，座舱域控制器厂商若 具备适配不同芯片平台的能力，则能够帮助主机厂降低底层设计的复杂度、节省开 发成本、提高量产效率，以实现全

36、面解耦下后续车型中功能的“自我定义”和“差 异化开发“。因此，具备与不同芯片高适配度的域控制器厂商或将在主机厂的筛选 中脱颖而出。底层软件能力：软件差异化潮流驱动座舱域控制器厂商智能升级，Tier1 负责 范围从域控制器硬件设计和生产向中间件 Middleware 软件部分延伸，为主机厂 展开上层应用差异化竞争赋能。在智能化时代下，座舱域控制器厂商除了作为主要 的板级供应商外，还演变为了基础软件供应商，其主要工作为硬件-操作系统-应用 软件的对接，便于让主机厂自定的操作系统得以在硬件层面跑通，进行应用定制化 开发。2.3.2 软件架构：牟定“生态”，差异化竞争软硬件加速分离，推动软件架构升级为

37、计算平台。EE 架构向集中式开始演化， 域控制器方案的出现，将彻底弱化底层 ECU 的运算能力，将功能的处理统一交付 于域控制器进行控制。这一方式的实施，将有利于实现底层资源的标准化、通用化， 并进一步降低了软硬件间的耦合度，将解耦范围从应用软件层的分离拓展至整个 软件架构，使其独立于硬件之上，发展为由“芯片-Hypervisor-操作系统-中间件 -算法”构成的计算平台。Hypervisor：实现多个操作系统融合的重要“沟通者”Hypervisor 承担着分配硬件资源，融合多个操作系统的职责。Hypervisor 运 行于硬件设备与操作系统之间，在虚拟化环境中，Hypervisor 可调度

38、CPU 内核、外部设备、内存区域等硬件资源，并为每个虚拟机分配不同资源。同时，在 Hypervisor 协调控制下，多个操作系统在硬件方面实现资源共享共用，在软件方 面保持独立、互不干涉。即，当其中一个操作系统出现软件出现故障时,其他操作 系统仍可继续正常运行。在智能座舱中，功能的多样化需要不同级别的操作系统支持，如仪表、DMS 等功能需要安全性较高的 QNX 操作系统，而针对信息娱乐功能，则需生态较好的 Android 系统。但由于技术的局限性，不同的操作系统只能分别装置于不同的芯 片中，易造成内部功能联动性较差的局面，因此引入 Hypervisor 作为硬件层和操 作系统之间的“沟通者”，

39、帮助其灵活配置多个操作系统运行在一个域控制器上， 高效地协调座舱内不同功能以提高硬件利用率。目前，常见的 Hypervisor 包括 黑莓 QNX、英特尔 ACRN、Mobica 的 XEN、大陆 L4RE 等，其中 QNX 是唯一 通过 ASIL-D 的安全合规水平以及预认证水平的管理程序，具有高性价比和高安 全性的优势，因此，QNX Hypervisor 逐渐成为市场的主流。操作系统：智能座舱的生态“定义者”智能座舱作为“第三空间”的底座，构建起“内外延展”的车机生态。随着汽 车在“互联时代-智能时代-AIoT 时代”的不断迭代，其产品属性也将实现从“载 人工具”向“移动第三空间”的转变。

40、我们认为，车机生态正迈入“内外延展”的 新纪元，其将在应用生态的基础上，具备全面联动的特点，即向外实现车机与 AIoT 终端的广泛互动，对内实现座舱应用（长期还需与 ADAS 联动）的功能，进而给 予用户持续升维的使用体验。底层车机 OS 把握内核，成为各类操作系统的“基石”。在操作系统架构中， 内核提供了最为基础的功能，即对内负责协调进程和管理软硬件资源，对外提供接 口以实现交互，从根本上决定了系统的性能和稳定性。结合上文中的分类，底层车 机 OS 是从“内核到组件”都进行了重塑，顶层车机 OS 则是沿袭了底层操作系统 的内核，仅对应用程序框架层或 UI 界面进行修改，保留了原有系统的主要功

41、能和 特性。因此，底层车机 OS 把握内核成为各类操作系统的“基石”，较顶车机 OS 更加具备主导作用。在开放性层面，Linux、安卓、鸿蒙具备得天独厚的优势，QNX 略显逊色。 其中，Linux 在基于“宏内核”与“开源”两大特点下，天然具备了极高的灵活性 与开放性，但在移动端的“缺席”，致使其缺乏相关的“软件储备”，应用生态并不 完善，多需主机厂二次开发或适配；安卓在 Google 开源战略下，系统开放性强， 加之其在移动端的软件积累，致使其应用生态丰富，这也吸引自主品牌、造车新势 力、第三方服务商依托其国内成熟的应用生态，多基于安卓定制车机 OS，例如吉 利 GKUI、蔚来 NIO OS

42、、百度车联网等；鸿蒙在基于“多内核架构”，即，由华 为自研微内核、部分 Linux 宏内核、LiteOS 内核构成的多个内核设计，使得其自 身拥有无与伦比的 AIoT 终端连接能力，并且其“开源”属性也吸引开发者帮助鸿 蒙逐步构建成熟生态。相比之下，QNX 作为闭源系统，其底层代码的开放度相对 较弱，软件开发的“重担”均落在黑莓公司与部分授权公司身上，致使开发者人数 相对缺乏，生态建设也较为闭塞。中间件：负责应用软件之间的通信及底层资源的“调度者”中间件隔离了底层硬件与应用层，成为软硬件解耦的关键角色。中间件作为独 立于操作系统之上，应用软件之下的标准软件框架，包含了计算资源与网络通信协 议栈

43、。其通过对传感器、计算平台等资源进行抽象，对算法、子系统、功能采取模 块化的管理，为用户提供统一接口，帮助其灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。对于主机厂来说，其通过中间件可将不同的硬件配置进行统一的定制化开发， 然后根据需求进行应用层的拓展，以此来提高上层软件开发效率。AutoSAR 作为中间件方案的“明星产品”，为适配集中式架构的高算力需求， 逐渐向 Adaptive AutoSAR 迭代。AutoSAR 是由丰田、宝马、大众、福特、戴 姆勒、通用、博世和 PSA 等汽车巨头在 2003 年成立的联盟，旨在为汽车 ECU 提供标准化的开放软件架构。而为了应对集中式架构下所需的高性能配置，

44、其架构 也将从最初的 Classic AutoSAR 进一步扩展为 Adaptive AutoSAR，用于协调在 异构软件平台下各域间的信息交互，以支持用户应用程序的动态部署，并为后续汽 车架构向 SOA 迭代制定标准。目前，AutoSAR 解决方案厂商包括博世、大陆、 西门子、Wind River、Vector、KPIT 等国外厂商，国内主要有中科创达、东软睿 驰、诚迈科技、华为、未动科技等多家软件供应商基于 AutoSAR 架构提供具有差 异化的中间件解决方案。算法模块：主机厂进行差异化竞争的焦点智能座舱算法主要分为四类：1）驾驶员面部识别类：包含人头识别、人眼识 别、眼睛识别等；2）驾驶

45、员动作识别类：手势动作识别、身体动作识别、嘴唇识 别等；3）座舱声音识别类：前排双音区检测、声纹识别、语音性别识别/年龄识别等；4）座舱光线识别类：座舱氛围灯、座舱主体背景、座舱内饰等。并且，随着 智能化、差异化的升级，对应的算法模块将进一步增加。在智能座舱集成多样化的场景性需求下，其将更聚焦于为用户提供多模态的 交互方式。我们以交互算法为例，其中包括了，语音交互、动作识别（手势、姿态 等）、生物识别（人脸、指纹等）、行为识别（如 DMS）等。而相较于其他交互模 式，语音交互已实现了从单一模态向多模态的延伸，且完成了被动式向主动式的转 换，其技术能力更趋于成熟。2017 年，Google 就表

46、示其语音识别的准确率已达 到 95%的水平，而科大讯飞语音识别的准确率也于 2018 年超过了 98%。目前， 各大厂商的语音交互技术，如 Google Now、百度语音、微软 Cortana 等已广泛 应用到汽车行业中。同时，科大讯飞也于 2018 年颁布了其“AI+V2H”方案，在 基于其语音交互技术及 AI 能力下，综合多种内容生态及出行生态，形成了人、车、 家之间跨场景的智能交互闭环。在供应商方面，目前科大讯飞具备相对优势。HMI：软件架构设计成长的第二曲线交互功能作为座舱智能化的起点，不再局限于“大屏化”、“联屏化”的屏幕界 面交互设计，而是逐渐渗透至座舱的功能集，进行一体化交互体验

47、的升维。基于此， HMI 作为用户与车机系统之间交互的媒介，囊括了 UI（界面设计）和 UX（用户 体验）两大“秘密武器”。其中，UI 是针对中控、仪表等屏幕的界面，以及车载信 息娱乐系统中 APP 的显示等图形设计；UX 则是侧重于座舱内功能逻辑设计，以 保证功能产品的易用性与流畅性。HMI 交互界面产品由硬件和软件两部分组成：1）硬件：由处理器、显示单元、 输入单元、通讯接口、数据存贮单元等部件组成，而处理器的性能决定了 HMI 产 品的性能高低，是 HMI 的核心单元，并根据 HMI 的产品等级不同，处理器可分 别选用 8 位、16 位、32 位、64 位的处理器；2）软件：HMI 软件

48、包含运行于 HMI 硬件中的系统软件，以及运行于 PC 机操作系统下的画面组态软件。使用者都必须 先使用 HMI 的画面组态软件制作“工程文件”，再通过 PC 机和 HMI 产品的串行 通讯口，把编制好的“工程文件”下载到 HMI 的处理器中运行。同时，用户在使 用 HMI 期间所产生的行为数据，将通过云端建立识别模型，并不断循环迭代提高 识别准确率，比如语音语义理解、手势识别等，用户使用体验将愈加良好。HMI 开发工具市场参与者众多，国内市场被中科创达（Kanzi）占领。目前， HMI 设计工具的主要玩家包括中科创达（Kanzi）、Qt、Elektrobit、Altia、CRANK、 Epi

49、c Games、Unity 等。其中，中科创达通过收购 Kanzi 切入该领域，Kanzi One 是全球首个与安卓完全兼容的汽车 HMI 工具链，目前 Kanzi 全球市场份额高达 40%以上；Qt 的产品使用范围很广，涉及汽车、医疗、消费电子等诸多领域的 HMI 设计，提供了库，工具，硬件适配和现成的解决方案的全面基础架构，支持任何平 台；Elektrobit 致力于为汽车行业提供嵌入式互联软件产品和服务的全球性供应商， HMI 方面的产品主要为 EB GUIDE 工具链。同时，某些游戏科技的 HMI 设计公 司也正向车载市场进发，如 Epic Games 旗下的 Unreal Engine、Unity 等均加速 布局车载市场。3 决战自动驾驶元年：”感知-决策-执行”的解构3.1 自动驾驶：第三空间下的“隐形司机”自动驾驶：百年汽车工业的“升维”攻坚战。在自动驾驶时代中，汽车已不再