图2-3 全球域控制器市场预测
整个汽车行业普遍认为,域控制器是汽车电子行业未来竞争门槛最高的部分,因此利润也最高,芯片厂商和核心算法供应商将会受益。
(一) 域控制器市场快速增长背后的驱动因素
更多更好的ADAS功能和智能座舱与信息娱乐功能一直是推动域控制器市场快速增长的主要因素,这些新功能能明显提高整车的科技感和用户体验,因此也是主机厂开发新车型时的投入重点。L1到L2 级别之间的ADAS应用是这几年发展非常快,很多功能都正在快速普及,比如:停车辅助、车道偏离预警、自适应巡航、碰撞避免、盲点侦测、驾驶员疲劳探测等。
域控制器需要一颗性能更强、集成度越高的主控处理器来作为其大脑,更多原本通过分离ECU实现的功能现在可以放到域主控处理器上来实现,也因此就能更加节省功能域里所需的ECU用量和其它硬件资源。更高的集成度可以更主机厂供应链管理实现ADAS域控和相关零部件平台化和标准化的要求。
(二) 对域控制器供应链的影响
汽车E/E架构的演进和发展,也深刻影响了主机厂和汽车电子供应商的供应关系。主机厂的核心竞争力从以前的机械制造为主,全面转向软件和算法为重点。预计未来整车厂与Tier 1供应商之间将可能有两种合作模式:
- 其一,Tier 1负责域控制器硬件设计和生产,以及中间层Middleware软件部分。整车厂负责自动驾驶软件部分。Tier 1的优势在于以合理的成本将产品生产出来并且加速产品落地,因此整车厂和Tier 1进行合作生产方式是必然,前者负责自动驾驶软件部分,后者负责硬件生产、中间层以及芯片方案整合。这种模式下,在项目立项时,整车厂又可能跨过Tier 1直接与芯片厂商确定方案的芯片选型。
- 其二,Tier 1自己与芯片商合作,做方案整合后研发中央域控制器并向整车厂销售,例如大陆ADCU、采埃孚ProAI、麦格纳MAX4等。
2.1 智能座舱域控制器
座舱智能化的实质是基于汽车驾驶舱中的人机交互场景,将驾驶信息与娱乐信息两个模块进行集成,为用户提供高效的、直观的、充满未来科技感的驾驶体验。智能座舱的设计诉求主要是用于提升用户的驾乘体验,同时还要保证用户驾乘的安全性和舒适性,最终实现汽车作为人们工作和家庭场景以外的第三生活空间这一终极目标。
智能座舱域包括HUD、仪表盘(Cockpit)和车载娱乐信息系统(In-Vehicle Infotainment,简称IVI)三个最主要的组成部分。
HUD是非常实用的功能,将ADAS和部分导航功能投射到挡风玻璃上,诸如ACC、行人识别、LDW、路线提示、路口转弯提示、变道提示、剩余电量、可行驶里程等。HUD将很快会演变为AR HUD,在L3和L4时代成为标配。
进入L3时代,驾驶员状态监测(Driver Status Monitor,DMS)将成为必备的功能,包括:面部识别、眼球追踪、眨眼次数跟踪等将引入机器视觉和深度学习算法。而L4时代则必备V2X(Vehicle to everything)。
另外,多模态交互技术的蓬勃发展将会极大改变用户与汽车的交互模式。基于语音识别功能的语音交互技术越来越普及,常用于跟IVI系统的交互操作。进一步还能通过语音来对驾驶员进行情绪状态分析。当DMS系统检测到驾驶员昏昏欲睡时,系统可以通过播放音乐或者释放香味来唤醒驾驶员;基于多场景下的汽车座舱多模态交互技术未来一定会重新定义人机交互技术的发展。
所有这些智能座舱新技术的发展,都将推动对座舱域计算资源需求的暴增。
智能座舱域控制器领域,全球Tier 1厂商主要包括:博世、大陆汽车、哈曼、伟世通和Aptiv(安波福)等。中国本土企业主要有德赛西威、航盛和东软睿驰等。
表2-1 全球主要座舱域控制器厂商信息
2.2 ADAS域控制器ADAS域控制器通常需要连接多个摄像头、毫米波雷达、激光雷达等传感器设备,要具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线通讯、高速通讯的能力,要完成包含图像识别、传感器数据处理等诸多功能,因此要完成大量运算,域控制器一般都要匹配一个核心运算力强的处理器,能够提供自动驾驶不同级别算力的支持,目前业内有NVIDIA、华为、瑞萨、NXP、TI、Mobileye、赛灵思、地平线等多个方案。
自动驾驶技术目前是全球科技行业最前沿的方向。L1到L2 级别的辅助驾驶技术和功能已经日趋成熟,搭载ADAS功能和应用的很多车型开始进入大规模量产。可以遇见L1/L2级别ADAS功能的市场渗透率将快速提升,而L3/L4级别自动驾驶系统仍处于小规模原型测试阶段。
当今的自动驾驶行业,中国市场绝对是主力。今年中国L2的搭载量预计突破80万,中国品牌占据绝大部分份额。未来中国市场ADAS功能的渗透率还将持续快速提高,中低端汽车所配置的ADAS功能将逐步增多。根据艾瑞咨询研究报告显示,预计2025年ADAS功能在乘用车市场可以达到65%左右的渗透率。L3级别的高速自动领航HWP功能和L4级别的AVP自动泊车功能,目前车型渗透率较低,未来提升空间较大。
图2-4 中国ADAS功能市场渗透率预测
ADAS域控制器正在从过去的分布式系统架构演变到域集中式架构。过去一套ADAS系统,要有好几个独立的ECU才能实现,比如车道偏移和交通识别ECU、前向碰撞预警ECU、泊车辅助ECU等。现在有了功能强大的集中式ADAS域控制器后,一个域控制器就实现了所有功能。系统的软硬件复杂度大大降低,可靠性也得到了提高。
目前业内提供ADAS域控芯片平台的有NVIDIA、华为、瑞萨、NXP、TI、Mobileye,以及国内本土的地平线和黑芝麻等多个方案。下表2-2总结了全球主要ADAS域控制器厂商及其客户和伙伴信息。
表2-2 全球主要ADAS域控制器厂商信息