一文詳解智能汽車域控制器基礎(chǔ)知識(shí)

隨著汽車智能化，網(wǎng)聯(lián)化的滲透與普及，汽車電子電氣零部件占汽車的比重也逐漸提高。高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，車載多媒體娛樂系統(tǒng)等逐漸成為消費(fèi)者關(guān)注且左右購買決策的功能配置。越發(fā)復(fù)雜的系統(tǒng)對(duì)傳感器、電子控制器（Electronic Control Unit, ECU）的數(shù)量有了需求，如自動(dòng)駕駛的攝像頭，毫米波雷達(dá)，多媒體娛樂系統(tǒng)的副駕駛娛樂屏幕，HUD 抬頭顯示系統(tǒng)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)的 ECM 模塊、管理新能源汽車電池的 BMS 模塊以及用于 360?度環(huán)視影像融合計(jì)算的 AVM 模塊等等。據(jù)焉知汽車數(shù)據(jù)，一輛現(xiàn)代豪華汽車中通常包含了70到100個(gè)ECU。傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)（Electrical/Electronic Architecture, EEA）由于其：1. 算力分散無法高效利用 ；2. 線束成本重量劣勢(shì)；3. 無法支持高帶寬車內(nèi)通信；4. 后續(xù)升級(jí)維護(hù)困難等多維度原因，已無法滿足發(fā)展需求。集中式電子電氣架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，并且在未來最終會(huì)走向中央計(jì)算平臺(tái)的形式。

1、 算力分散無法高效利用。

分布式架構(gòu)下汽車搭載數(shù)十個(gè)控制器，且為保證性能穩(wěn)定性及安全性，每個(gè)控制器芯片硬件算力相對(duì)其上運(yùn)行的程序都有所冗余。這就導(dǎo)致從整車維度，各個(gè)控制器的能力“各自為政”，無法高效協(xié)同。反之在集中式電子電氣架構(gòu)下算力在行車時(shí)為輔助駕駛服務(wù)，在駐車休息時(shí)可為車載游戲提供運(yùn)行算力。

2、 線束成本及重量劣勢(shì)。

龐大的 ECU 數(shù)量同樣意味著復(fù)雜、冗長的總線線束。據(jù)電子工程世界網(wǎng)數(shù)據(jù)，一輛高級(jí)汽車的線束使用量約 2km，重量在 20~30kg。在線束中，線纜材料本身重量占到線束總重量的 75%左右。集中式的電子電氣架構(gòu)以及域控制器的引入，可極大的縮短線束的使用量。

3、 無法支持高帶寬車內(nèi)通信。

分布式 ECU 時(shí)代，計(jì)算和控制的核心是 MCU 芯片，傳輸?shù)幕A(chǔ)核心是基于傳統(tǒng)的 CAN、LIN 和 FlexRay 等低速總線。隨著 ECU的不斷增多，導(dǎo)致總線負(fù)載增加，基本上達(dá)到允許的上限了，這樣容易導(dǎo)致信號(hào)丟幀、總線堵塞等技術(shù)難題，從而導(dǎo)致安全隱患。但在域控制器時(shí)代，高性能、高集成度的異構(gòu)芯片作為域的主控處理器，域內(nèi)統(tǒng)一調(diào)度控制，域外通過以太網(wǎng)等進(jìn)行高速通信。目前百兆和千兆的以太網(wǎng)已在多款新車型上得到應(yīng)用。車載以太網(wǎng)每節(jié)點(diǎn)實(shí)施成本高于 CAN 、 LIN，與 FlexRay 相當(dāng)。在未來，數(shù)據(jù)傳輸速度的制約將使得車載以太網(wǎng)替代傳統(tǒng)總線成為必然。

4、 系統(tǒng)集成及 OTA 維護(hù)困難。

各個(gè) ECU 開發(fā)主要由各?Tier1?提供主機(jī)廠，主機(jī)廠由內(nèi)部團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集成整合。對(duì)主機(jī)廠集成開發(fā)能力，供應(yīng)商管理能力提出了很高的挑戰(zhàn)。此外，分布式的架構(gòu)零散的 ECU 布局也難以支持車載軟件在線升級(jí)（OTA），從而加大了軟件后期維護(hù)迭代的難度。目前，OTA 已經(jīng)從部分新勢(shì)力車企的獨(dú)門絕技，逐漸大眾化，各個(gè)車企的更新迭代頻率也在快速提升。據(jù)國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局披露的數(shù)據(jù)，2021 年各大車企報(bào)告 OTA 升級(jí) 351 次，較 2020 年同期上升了 55%，而涉及到的車輛達(dá)到 3424 萬輛之巨，更是較 2020 年同期暴增了307%。

傳統(tǒng)汽車的電子電氣架構(gòu)一般采用分布式，其控制中樞由電子控制單元ECU通過CAN總線和LIN總線連接，在傳感器、電源及通信芯片、執(zhí)行器等零部件的配合下，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車狀態(tài)與功能的操控。每個(gè)控制系統(tǒng)采用單獨(dú)的 ECU，不同的電控系統(tǒng)功能保持獨(dú)立性，每增加一個(gè)功能就需要增加一個(gè) ECU，因此傳統(tǒng)汽車智能功能的增加和升級(jí)主要依賴于 ECU 和傳感器數(shù)量的累加。

在電子化和智能化發(fā)展的需要下，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)逐漸進(jìn)化為域集中式架構(gòu)，“域”和“域控制器”產(chǎn)生。域控制器最早由博世、大陸、德爾福等 Tier1廠商提出，通過利用處理能力更強(qiáng)的多核 CPU/GPU 芯片，引入以太網(wǎng)并將分散的 ECU 集成為運(yùn)算能力更強(qiáng)的域控制器來相對(duì)集中地控制每個(gè)域，從而解決分布式架構(gòu)存在的成本、算力等局限性。

域集中式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)主要包括：

1）域集中式架構(gòu)可以節(jié)約成本、降低裝配難度。在分布式架構(gòu)中，隨著 ECU 數(shù)量增加產(chǎn)生的大量內(nèi)部通信需求，導(dǎo)致線束成本增加并加大裝配難度；而域集中式架構(gòu)將傳感與處理分開，傳感器和 ECU 不再一對(duì)一，管理更便捷，有效減少了 ECU 和線束的數(shù)量，從而降低硬件成本和人工安裝成本，同時(shí)更有利于部件布局。

2）域集中式架構(gòu)可以提高通信效率，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，便于整車 OTA 升級(jí)。分布式架構(gòu)中，來自不同供應(yīng)商的 ECU 的軟件開發(fā)框架和底層代碼不同，導(dǎo)致冗余，并提高維護(hù)和 OTA 統(tǒng)一升級(jí)難度；而域集中式架構(gòu)做到對(duì)各 ECU 進(jìn)行統(tǒng)一管理與信息交互，統(tǒng)一軟件底層開發(fā)框架，從而便于未來的 OTA 升級(jí)和拓展功能的實(shí)現(xiàn)。

3）域集中式架構(gòu)能進(jìn)一步集中算力，減少冗余。分布式架構(gòu)中的各個(gè) ECU 之間算力無法協(xié)同，相互冗余，產(chǎn)生極大浪費(fèi)。而域控制架構(gòu)將原本分散的 ECU 進(jìn)行算力集中，統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)，減少算力冗余，更能滿足高階自動(dòng)駕駛對(duì)于算力的高要求。

基于功能集中分區(qū)，博世等傳統(tǒng) Tier1將汽車電子控制系統(tǒng)分為動(dòng)力域（安全）、底盤域（車輛運(yùn)動(dòng)）、座艙域（娛樂信息）、自動(dòng)駕駛域（駕駛輔助）和車身域（車身電子）五域。

動(dòng)力域用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣智能故障診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。動(dòng)力域控制器是一種智能化的動(dòng)力總成管理單元，借助 CAN/FLEXRAY 實(shí)現(xiàn)變速器管理，引整管理電池監(jiān)控交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)。其優(yōu)勢(shì)在于為多種動(dòng)力系統(tǒng)單元（內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)、電池、變速箱）計(jì)算和分配扭矩、通過預(yù)判駕駛策略實(shí)現(xiàn) CO2減排、通信網(wǎng)關(guān)等，主要用于動(dòng)力總成的優(yōu)化與控制，同時(shí)兼具電氣智能故障診斷、智能節(jié)電、總線通信等功能。

底盤域?qū)⒓烧囍苿?dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關(guān)的控制功能，實(shí)現(xiàn)一體化控制。傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪，可以分為機(jī)械式、液力式和電力等；行駛系統(tǒng)把汽車各個(gè)部分連成一個(gè)整體并對(duì)全車起支承作用；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)保證汽車能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛；制動(dòng)系統(tǒng)迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)，其功能是減速停車、駐車制動(dòng)。底盤域可在傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)中集成多種功能，較為常見的有空氣彈簧的控制、懸架阻尼器的控制、后輪轉(zhuǎn)向功能、電子穩(wěn)定桿功能、轉(zhuǎn)向柱位置控制功能等。若提前預(yù)留足夠的算力，底盤域?qū)⒓烧囍苿?dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關(guān)的控制功能，實(shí)現(xiàn)一體化控制。實(shí)現(xiàn)底盤域的功能，需要實(shí)現(xiàn)底盤域驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向算法的集成。

智能座艙域?qū)?HUD（抬頭顯示）、儀表、車載信息娛樂等座艙電子集成，實(shí)現(xiàn)“一芯多屏”。智能座艙的構(gòu)成部件主要包括全液晶儀表、大屏中控系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)、流媒體后視鏡等，座艙域控制器通過以太網(wǎng)/MOST/CAN，實(shí)現(xiàn)抬頭顯示、儀表盤、導(dǎo)航等部件的融合，不僅具有傳統(tǒng)座艙電子部件，還進(jìn)一步整合智能駕駛ADAS 系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng) V2X 系統(tǒng)，從而進(jìn)一步優(yōu)化智能駕駛、車載互聯(lián)、信息娛樂等功能。智能座艙域可以實(shí)現(xiàn)“獨(dú)立感知”和“交互方式升級(jí)”。一方面，車輛具有“感知”人的能力。另一方面，車內(nèi)交互方式從僅有“物理按鍵交互”升級(jí)至“觸屏交互”、“語音交互”、“手勢(shì)交互”并存的狀態(tài)，體驗(yàn)感更好。

自動(dòng)駕駛域能夠使車輛具備多傳感器融合、定位、路徑規(guī)劃、決策控制、圖像識(shí)別、高速通訊、數(shù)據(jù)處理的能力。自動(dòng)駕駛域通常需要外接多個(gè)攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等等車載傳感器來感知周圍環(huán)境，通過傳感器數(shù)據(jù)處理及多傳感器信息融合，以及適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｐ椭贫ㄏ鄳?yīng)的策略，進(jìn)行決策與規(guī)劃。域控制器的輸入為各項(xiàng)傳感器的數(shù)據(jù)，所進(jìn)行的算法處理涵蓋了感知、決策、控制三個(gè)層面，最終將輸出傳送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)行車輛的橫縱向控制。自動(dòng)駕駛域所集成的功能基本不涉及機(jī)械部件，且與座艙域交互密切，并和智能座艙域一樣需要處理大量數(shù)據(jù)，對(duì)算力要求較高，因此需要匹配核心運(yùn)算力強(qiáng)的芯片，來滿足自動(dòng)駕駛的算力需求，簡(jiǎn)化設(shè)備，大大提高系統(tǒng)的集成度。

車身域?qū)⒓蓚鹘y(tǒng) BCM 功能和空調(diào)風(fēng)門控制、胎壓監(jiān)測(cè)、PEPS、網(wǎng)關(guān)等功能，未來率先與智能座艙域融合。傳統(tǒng)的車身控制器(BCM)功能主要包括內(nèi)/外部車燈、雨刮、車窗、車門、電子轉(zhuǎn)向鎖等的控制，通過CAN/LIN與各個(gè)小節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，節(jié)點(diǎn)較多，線束設(shè)計(jì)、軟件控制邏輯均較復(fù)雜。而車身域控制器對(duì)車身節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了功能和零部件的集成，對(duì)于各個(gè)車身電子進(jìn)行集中控制，對(duì)采集到的信息進(jìn)行統(tǒng)一的分析和處理，效率更高；技術(shù)上，車身域控制器要求傳統(tǒng) BCM 開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、硬件集成能力、軟件架構(gòu)能力、芯片保供能力，未來將集成網(wǎng)關(guān)以及一些低等級(jí) ADAS 功能，并率先與智能座艙域?qū)崿F(xiàn)融合。

其中，智能座艙域、自動(dòng)駕駛域是現(xiàn)階段承載整車個(gè)性化智能體驗(yàn)的關(guān)鍵所在，也是目前車企的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)和布局重點(diǎn)。這兩個(gè)域最能在整車端體現(xiàn)品牌的智能化差異，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)功能系統(tǒng)供應(yīng)鏈依賴度??；在現(xiàn)階段迭代最快，其功能開發(fā)和實(shí)現(xiàn)需要涉及大量AI 運(yùn)算，因此對(duì)芯片所提供算力、操作系統(tǒng)底層算法要求很高；而其他域控制器涉及整車安全的部件較多，因此對(duì)功能安全等級(jí)要求更高，對(duì)芯片算力要求和功能智能化程度相對(duì)較低。

從供應(yīng)端來看，在汽車整體分布式架構(gòu)集中化的進(jìn)程中，由中控系統(tǒng)升級(jí)而來的智能座艙域與新興的自動(dòng)駕駛域的供應(yīng)體系較為完整；而其他域則是對(duì)傳統(tǒng)功能系統(tǒng)的進(jìn)一步集成，涉及的供應(yīng)商繁多，更容易產(chǎn)生利益沖突，且隨著電子模組件實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)后的降價(jià)趨勢(shì)，未來價(jià)值增量有限。未來，底盤域、動(dòng)力域、車身域有望進(jìn)一步集成，按照車身區(qū)域進(jìn)行“區(qū)域域”集成，向車輛集中式架構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展。

從結(jié)構(gòu)上來看，域控制器主要由硬件(主控芯片和元器件等)和軟件(底層基礎(chǔ)軟件、中間件以及上層應(yīng)用算法)構(gòu)成，其功能的實(shí)現(xiàn)主要來自于主控芯片、軟件操作系統(tǒng)及中間件、應(yīng)用算法軟件等多層次軟硬件之間的有機(jī)結(jié)合。

1）域控制器硬件主要包括主控芯片、PCB 板、電阻電容等無源元器件、射頻元器件、支架、散熱組件、密封性金屬外殼等部分，其中主控芯片是核心部件。目前來看，對(duì)算力要求較高的智能座艙域和自動(dòng)駕駛域所使用的主控芯片普遍由提供控車功能的MCU 芯片和包括中央處理器 CPU、圖像處理器 GPU、音頻處理器 DSP、深度學(xué)習(xí)加速單元 NPU、圖像信號(hào)處理器 ISP、應(yīng)用型專用集成芯片 ASIC、半定制電路芯片 FPGA 等部件的 SoC 芯片來共同提供所需算力，以支撐各種場(chǎng)景下的硬件加速需求。而底盤域、車身域、動(dòng)力域由于相對(duì)較低的算力要求和成本考量，其主控芯片仍然多為較為傳統(tǒng)的MCU 芯片。預(yù)計(jì)主控芯片的未來趨勢(shì)會(huì)走向單獨(dú)使用更高算力的 SoC 芯片。

2）軟件主要包括底層操作系統(tǒng)、中間件和開發(fā)框架、上層應(yīng)用軟件層。底層操作系統(tǒng)包括基礎(chǔ)汽車操作系統(tǒng)、定制操作系統(tǒng)、虛擬機(jī)、系統(tǒng)內(nèi)核等。中間層和開發(fā)框架包括AP AutoSar、SOA 等，處于底層操作系統(tǒng)與上層應(yīng)用軟件之間，為應(yīng)用軟件功能實(shí)現(xiàn)層屏蔽掉特定處理器和底層操作系統(tǒng)相關(guān)的細(xì)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)與車輛網(wǎng)絡(luò)、電源等系統(tǒng)交互所需的基礎(chǔ)服務(wù)。上層應(yīng)用軟件層包括智能座艙 HMI、ADAS/AD 算法、網(wǎng)聯(lián)算法、云平臺(tái)等，實(shí)際實(shí)現(xiàn)對(duì)于車輛的控制與各種智能化功能。其中，預(yù)計(jì)底層操作系統(tǒng)將是眾多Tier1 的發(fā)力重點(diǎn)，而上層應(yīng)用軟件層、中間層將是是各整車廠重點(diǎn)研發(fā)打造差異化的領(lǐng)域。

上游硬件、軟件供應(yīng)商

硬件部分，最核心的主控芯片包括 SoC 芯片和 MCU 芯片，其中 SoC芯片的主要供應(yīng)商包括海外的Mobileye、高通、英偉達(dá)等廠商和國內(nèi)的地平線、黑芝麻、華為等廠商，MCU 芯片的主要供應(yīng)商包括恩智浦、英飛凌、瑞薩等傳統(tǒng) MCU芯片巨頭；軟件部分，底層操作系統(tǒng)的國內(nèi)主要供應(yīng)商包括國汽智控、華為、百度斑馬智行等，中間層的主要供應(yīng)商包括 EB、Vector、TATA、Mentor、ETAS、KPIT 等傳統(tǒng)供應(yīng)商和 TTTech、未動(dòng)科技、紐勱科技、中科創(chuàng)達(dá)、東軟瑞馳、映馳科技等國內(nèi)新興供應(yīng)商。

低算力座艙芯片格局較為分散，除 NXP、瑞薩、德州儀器等傳統(tǒng)車載 SoC 廠商外，高通、英特爾、英偉達(dá)、華為、AMD、聯(lián)發(fā)科等消費(fèi)電子領(lǐng)域芯片廠商也在積極進(jìn)駐。國內(nèi)芯片企業(yè)如杰發(fā)科技、芯馳科技、瑞芯微、地平線、芯擎科技等也通過自主造芯之路加入混戰(zhàn)，重塑汽車芯片產(chǎn)業(yè)格局。

中游域控總成廠商

國外 Tier1 供應(yīng)商主要包括博世、偉世通、德爾福、大陸、采埃孚等國際巨頭，國內(nèi) Tier1 供應(yīng)商包括德賽西威、科博達(dá)、華陽集團(tuán)、均勝電子、經(jīng)緯恒潤等。

目前智能座艙域控制器參與方主要包括整車廠、域控制器總成廠商與軟件開發(fā)公司。其中，整車廠與軟件開發(fā)公司多專注于軟件與算法的開發(fā)，一般缺乏芯片適配與大規(guī)模量產(chǎn)能力。正因如此，國內(nèi)外傳統(tǒng) Tier1 憑借與芯片廠商的深度綁定和大規(guī)模落地量產(chǎn)能力成為不可或缺的關(guān)鍵參與方。國內(nèi) Tier1 中，德賽西威與黑莓共同研發(fā)的智能座艙域控制器已搭載奇瑞瑞虎 8 Plus 以及捷途 X90?并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，第三代產(chǎn)品獲長城、廣汽、奇瑞等多家車企定點(diǎn)，并將與長安汽車合作開發(fā)智能座艙域控制器。均勝電子聯(lián)合華為深度布局智能座艙域控制器領(lǐng)域，目前正在全力推進(jìn)國內(nèi)某知名自主品牌智能座艙域控相關(guān)產(chǎn)品的量產(chǎn)落地。華陽集團(tuán)智能座艙域控制器搭載高通 8155 芯片、瑞薩 H3 及芯馳 X9HP 等方案，已獲得長安、長城等客戶定點(diǎn)項(xiàng)目；并將與黑莓合作，采用 BlackBerry QNX 開發(fā)智能座艙域控制器，已獲得國內(nèi)主機(jī)廠項(xiàng)目定點(diǎn)。長城旗下諾博科技的首個(gè)產(chǎn)品線座艙域控制器 IN9.0?座艙域控制器使用高通 8155 芯片，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車，具備一定競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

海外 Tier1 企業(yè)在智能座艙域布局較早。其中偉世通從 2012 年就已開始研發(fā)座艙域控制器。并在 2018 年推出了全球第一款量產(chǎn)座艙域控制器，目前已獲得吉利領(lǐng)克、東風(fēng)、廣汽等車企的訂單；博世聯(lián)手車聯(lián)天下，拿下了廣汽傳祺、廣汽埃安、奇瑞汽車、吉利汽車、長安汽車等多家車企的 8155 座艙域控訂單，2021 年在長城汽車上完成了全球首款單芯片雙系統(tǒng)多端設(shè)備的智能座艙域控制器的開發(fā)及量產(chǎn)下線。

目前自動(dòng)駕駛域控制器的主要參與廠商可以分為以下四類：

少數(shù)領(lǐng)先車企實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛域控制器自研：以造車新勢(shì)力和頭部自主車企為代表，特斯拉采取自動(dòng)駕駛域控制器全自研模式，自研中央計(jì)算模塊 CCM 和區(qū)域車身控制模塊BCM，域控制器由代工廠生產(chǎn)制造；蔚來汽車跟隨特斯拉的研發(fā)思路，布局自動(dòng)駕駛域控制器和 AI 芯片全自研進(jìn)程；小鵬汽車也在推動(dòng)自動(dòng)駕駛域控自研；長城汽車依托子公司毫末智行，力圖全面自研自動(dòng)駕駛控制器、中間件系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛軟件系統(tǒng)，并于2022年 10 月宣布將自研芯片。目前來看，整車廠短期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)全部自研的可能性較低，中期來看，大多數(shù)整車企業(yè)仍將依賴 Tier1 廠商及算法解決方案公司。

海外 Tier1 在自動(dòng)駕駛域控制器領(lǐng)域具有先發(fā)的客戶、供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)：主要廠商包括偉世通、博世、大陸集團(tuán)、采埃孚、麥格納等，代表產(chǎn)品包括偉世通 DriveCore、博世 DASy、大陸集團(tuán) ADCU、采埃孚 ProAI、Veoneer Zeus、麥格納 MAX4 等。2018 年偉世通發(fā)布自動(dòng)駕駛平臺(tái)“DriverCore”，支持英偉達(dá)、恩智浦、高通等芯片方案；2019 年博世發(fā)布 DASy 域控制器，專為高速公路輔助在內(nèi)的輔助與部分自動(dòng)化功能而設(shè)計(jì)，支持達(dá)到最高功能安全 ASIL D 等級(jí)；2018 年大陸推出的輔助和自動(dòng)化駕駛控制單元（ADCU）提供了適配瑞薩、英偉達(dá)的不同硬件配置，為輔助和自動(dòng)化駕駛提供可拓展性功能；2019 年采埃孚發(fā)布 ProAI 系列的第四代產(chǎn)品 ProAI RoboThink，可實(shí)現(xiàn)約 600TOPS 的總計(jì)算能力，適用于 L4 級(jí)以上的自動(dòng)駕駛解決方案。

國內(nèi) Tier1 以搭載大算力芯片尋求差異化突破：主要廠商包括德賽西威、經(jīng)緯恒潤、均勝電子、華為 MDC、諾博科技等。

德賽西威已經(jīng)研發(fā)并量產(chǎn)四代自動(dòng)駕駛域控制器產(chǎn)品：IPU01、IPU02、IPU03 以及IPU04。其中 IPU03 和 IPU04 域控制器是分別與小鵬汽車、理想汽車簽訂協(xié)議共同研發(fā)的，且分別搭載了英偉達(dá) Xavier 芯片、Orin 芯片，均滿足車規(guī)級(jí)要求。IPU03 已配套小鵬 P7、P5 實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)?；?。IPU04 由德賽西威與理想汽車、英偉達(dá)合作研發(fā)，是基于 Orin 平臺(tái)研發(fā)的最高算力自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)，單控制器算力覆蓋110TOPS 到 1016TOPS，為將來的智能駕駛系統(tǒng)提供了更高的拓展性。IPU04 自 2021年 9 月底第一版樣件，到 2022 年 7 月份開始量產(chǎn)交付，目前已經(jīng)在理想、小鵬等車型上進(jìn)行量產(chǎn)，并已進(jìn)入量產(chǎn)規(guī)模爬坡期。2022 年 9 月 28 日，全系標(biāo)配搭載德賽西威IPU04 的理想 L9 交付量突破 10000 臺(tái)，反映了 IPU04 域控制器快速爬升的量產(chǎn)交付能力。作為英偉達(dá)全球六大合作伙伴之一，德賽西威目前已占據(jù)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

中科創(chuàng)達(dá)旗下子公司暢行智駕已推出基于高通 8540 芯片的首款自動(dòng)駕駛域控制器產(chǎn)品。暢行智駕作為中科創(chuàng)達(dá)在域控及中央計(jì)算平臺(tái)領(lǐng)域的子公司，整合操作系統(tǒng)、芯片、感知、智能制造及算法等生態(tài)戰(zhàn)略合作伙伴，共同打造可落地的智能駕駛域控及跨域融合產(chǎn)品。高通于今年 7 月投資中科創(chuàng)達(dá)子公司暢行智駕，主要設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛技術(shù)、智駕域控硬件的設(shè)計(jì)、開發(fā)，目前已經(jīng)推出基于高通 8540 芯片的首款自動(dòng)駕駛域控制器產(chǎn)品，還將在 2024 年推出基于高通 QC8650 平臺(tái)打造的中算力智駕域控產(chǎn)品以及基于QC8795 平臺(tái)打造的首款高性能計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)品，并于 2025 年前完成多平臺(tái)、全覆蓋的產(chǎn)品布局。

東軟睿馳于 2021 年相繼發(fā)布新一代自動(dòng)駕駛中央計(jì)算平臺(tái)和面向自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的行泊一體域控制器。2021 年 7 月發(fā)布的新一代自動(dòng)駕駛中央計(jì)算平臺(tái)采用 4 顆地平線征程 5芯片，支持多路激光雷達(dá)、16 路高清攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)接入，可實(shí)現(xiàn)整車 360°的感知冗余，提供 L3/L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛功能。中央計(jì)算平臺(tái)基于開放的 SOA架構(gòu)以及東軟睿馳自研的基礎(chǔ)軟件 NeuSAR，同時(shí)可通過云端進(jìn)行自我訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)全生命周期的自我進(jìn)化。2021 年 8 月發(fā)布的新一代行泊車一體域控制器持 5路高清攝像頭、5 路毫米波雷達(dá)、12 路超聲波雷達(dá)接入，攝像頭最高支持 800 萬像素，提供包括前方碰撞預(yù)警、交通標(biāo)志識(shí)別功能、自動(dòng)泊車、遙控泊車等 28 項(xiàng) L2/L2+級(jí)別自動(dòng)駕駛功能。

均勝電子也在加速進(jìn)軍自動(dòng)駕駛域控制器賽道，著力 L2++至 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛域控制器和功能模塊的研發(fā)，預(yù)計(jì)在 2023 年初搭載量產(chǎn)。其子公司均聯(lián)智行與黑芝麻科技簽署了自動(dòng)駕駛域控制器開發(fā)協(xié)議，計(jì)劃于 2023 年量產(chǎn)自動(dòng)駕駛域控制器。2022 年 8 月子公司均勝科技獲得某國內(nèi)知名整車廠商關(guān)于自動(dòng)駕駛高算力域控平臺(tái)的聯(lián)合開發(fā)合作，將基于英偉達(dá)自動(dòng)駕駛車規(guī)級(jí)芯片 Orin，提供一款雙 Orin 系統(tǒng)架構(gòu)的高算力域控平臺(tái)（AD 域控制器），可實(shí)現(xiàn) L2++高速公路及城市場(chǎng)景 NOA功能，及 AVP 代客泊車功能，計(jì)劃于 2024 年開始量產(chǎn)。

經(jīng)緯恒潤研發(fā)的智能駕駛域控產(chǎn)品使用 TI、英飛凌、Mobileye等多個(gè)廠商的芯片，定位實(shí)際可量產(chǎn)產(chǎn)品，目前已獲得某新能源車企的產(chǎn)品定點(diǎn)，預(yù)計(jì)年底即將量產(chǎn)。該域控產(chǎn)品定位行泊一體解決方案，可實(shí)現(xiàn)前方碰撞預(yù)警 FCW、車道偏離預(yù)警 LDW、自動(dòng)緊急制動(dòng) AEB、自適應(yīng)巡航控制ACCA、車道保持輔助 LKA、駕駛員確認(rèn)換道DCLC等，泊車方面包括 360 度全景影像 AVM、低速自動(dòng)駕駛 APA、遙控泊車輔助 RPA 等功能，也可以實(shí)現(xiàn)領(lǐng)航輔助和自動(dòng)變道等 L2+級(jí)別功能。目前該產(chǎn)品累計(jì)配套超 120 萬套，有效路試?yán)锍谈哌_(dá) 150 萬公里，預(yù)計(jì)年底即將量產(chǎn)。

具有軟件開發(fā)優(yōu)勢(shì)的自動(dòng)駕駛域控軟件平臺(tái)頭部廠商正在尋求直接切入域控制器總成市場(chǎng)機(jī)會(huì)。高水平自動(dòng)駕駛軟件平臺(tái)是自動(dòng)駕駛域控制器開發(fā)的另一大難點(diǎn)，目前整車廠雖然進(jìn)入自主研發(fā)階段，但進(jìn)度較慢，仍需要向已在自動(dòng)駕駛軟件和算法領(lǐng)域研發(fā)多年的軟件平臺(tái)廠商和自動(dòng)駕駛初創(chuàng)企業(yè)購買解決方案。隨著自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，下游場(chǎng)景解決方案紛紛開始落地，因此頭部軟件平臺(tái)廠商致力于進(jìn)行域控制器硬件設(shè)計(jì)和制造，突破 Tier1 廠商與整車企業(yè)直接接觸合作。小馬智行基于英偉達(dá) DRIVE Hyperion 計(jì)算架構(gòu)及 Orin 芯片合作研發(fā)并量產(chǎn)的自動(dòng)駕駛域控制器將于今年四季度開啟量產(chǎn)，目前已開始對(duì)客戶交樣。創(chuàng)時(shí)智駕目前已量產(chǎn) L2 行泊一體控制器，并將實(shí)現(xiàn)搭載 Orin 芯片 L3 行泊一體控制器的量產(chǎn)。福瑞泰克推出的 ADC 域控制器平臺(tái)可滿足 L1-L4 不同級(jí)別的產(chǎn)品需求。目前ADC30 已獲得上汽紅旗定點(diǎn)，采用多顆大算力 SOC 芯片的組合方案，AI 算力最高支持500+Tops，提供 L3 高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能，并將于 2023 年在一汽紅旗全新車型上實(shí)現(xiàn)全面量產(chǎn)。宏景智駕目前已經(jīng)開發(fā)了基于地平線征程2系列芯片的L2級(jí)別ADAS系統(tǒng)SmartCam和基于地平線征程 3 芯片的 SmartCam 2.0 版本。

在軟件定義汽車的大趨勢(shì)下，在域控制器開發(fā)上，車企與供應(yīng)商之間的關(guān)系相較于ECU 控制器時(shí)代正在發(fā)生微妙的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)上，車企向定點(diǎn)的 Tier1 發(fā)布需求，Tier1 基于進(jìn)行軟硬件控制器的開發(fā)，最后交由車企進(jìn)行集成及測(cè)試驗(yàn)收。而在智能化時(shí)代，車輛的智能化、科技化功能越發(fā)被消費(fèi)者以及車企重視，越來越多的車企建立起了自己的軟件自研團(tuán)隊(duì)甚至是硬件自研團(tuán)隊(duì)，希望牢牢的把產(chǎn)品定義的主導(dǎo)權(quán)握在自己手中。車企與供應(yīng)商之間形成了多樣化的合作模式，以適應(yīng)車企不斷擴(kuò)大的自研需求。當(dāng)前車企與供應(yīng)商在域控制器領(lǐng)域的商業(yè)合作模式可以分為一下幾種：

1.交鑰匙型：供應(yīng)商完成底層硬件、操作系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用軟件全部開發(fā)，車企負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成。尤其適用于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)解決方案商、智能座艙軟件平臺(tái)廠商，比如百度 ACU 由偉創(chuàng)力負(fù)責(zé)代工生產(chǎn)，毫末智行也與偉創(chuàng)力達(dá)成合作，甚至眾多的自動(dòng)駕駛初創(chuàng)企業(yè)，都可能采用這一模式，通過 ODM/OEM 代工商提供車規(guī)級(jí)硬件前裝生產(chǎn)能力的補(bǔ)充，為主機(jī)廠提供“域控制器+ADAS 系統(tǒng)集成開發(fā)”整套解決方案。

2. 應(yīng)用自研型：供應(yīng)商完成底層硬件、操作系統(tǒng)、中間件的開發(fā)，車企負(fù)責(zé)相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用層開發(fā)。Tier1 采用白盒或灰盒模式，車企掌控自動(dòng)駕駛或智能座艙應(yīng)用層開發(fā)權(quán)限，芯片廠商、Tier1、車企往往形成了深度合作，芯片商提供芯片、開發(fā)軟件棧和原型設(shè)計(jì)包，Tier1 提供域控制器硬件生產(chǎn)、中間層以及芯片方案整合。這一模式的典型合作案例包括德賽西威+英偉達(dá)+小鵬/理想/智己、極氪+Mobileye+知行科技等。

3.中間件以上自研型：供應(yīng)商完成底層硬件、操作系統(tǒng)，車企負(fù)責(zé)中間件及上層應(yīng)用開發(fā)。這種模式下，供應(yīng)商主攻域控基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，向上可支撐車企掌控系統(tǒng)自主開發(fā)權(quán)，向下可整合芯片、傳感器等 Tier2 的資源，TTTech 是這一模式的鼻祖，目前估值超過 10 億美元，重要股東包括奧迪、三星電子、英飛凌、安波福等。

4. 硬件代工型：供應(yīng)商完成硬件代工，剩余均由車企自研。這一模式首先由特斯拉引入，而后被蔚來，小鵬等新造車勢(shì)力采用，特斯拉設(shè)計(jì)域控制器，由廣達(dá)、和碩代工，蔚來則尋求偉世通和偉創(chuàng)力的支持。

5. Tier0.5 型：車企深度綁定產(chǎn)業(yè)鏈，力求全棧自研。這種模式下，車企源于全棧自研能力的需求，或獨(dú)立旗下零部件公司或與 Tier1 公司合資形成 Tier0.5，比如上汽旗下聯(lián)創(chuàng)汽車電子、長城旗下諾博科技、吉利旗下億咖通以及宏景智駕與江淮汽車合資成立域馳智能。

當(dāng)前，中國乘用車預(yù)計(jì)總量趨于平穩(wěn)，2025/2030 年將達(dá)到 2323/2393 萬輛。國內(nèi)新能源汽車滲透率將迎來快速提升：2022 年國內(nèi)新能源車銷量有望達(dá)到 650 萬輛；預(yù)計(jì)2025 年中國新能源汽車銷量將達(dá)到 1394-1626 萬輛，滲透率達(dá)到 60%-70%；2030 年或?qū)⑦_(dá)到1914-2154萬輛，滲透率突破80%。結(jié)合預(yù)測(cè)區(qū)間中位數(shù)，將根據(jù)2025/2030年新能源汽車銷量 1500/2100 萬輛進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。

智能座艙域市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)

智能座艙域成本主要來自芯片，按照目前市占率最高的 8155 芯片成交價(jià)格 1600 元計(jì)算，結(jié)合硬件和生產(chǎn)成本，總價(jià)大約在 2000 元-2500 元左右，以中位數(shù) 2250 元計(jì)算。由于 8155 芯片出廠價(jià)僅在人民幣 300 元左右，未來有較大的降價(jià)空間。未來缺芯情況預(yù)計(jì)會(huì)有所緩解，因此預(yù)計(jì) 2025 年域控制器總成價(jià)格在 1800-2200 元左右，到 2030年會(huì)達(dá)到更低水平。出于研發(fā)難度較低、技術(shù)成熟度較高、單車價(jià)值量較低、智能化體現(xiàn)程度較高的多重考量，新能源車企紛紛布局智能座艙域。預(yù)計(jì)未來智能座艙控制器在新能源車上的滲透率將接近 100%，并還將適用于部分燃油車，未來滲透率提升最為迅速，出貨量將大幅提升。因此，智能座艙域控制器市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)到 2025 年將達(dá)到 349 億元，2030 年突破400 億元。

自動(dòng)駕駛域市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)

根據(jù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)駕駛功能級(jí)別，自動(dòng)駕駛域控制器可以細(xì)分為 L2、L3、L4 級(jí)別產(chǎn)品分別進(jìn)行計(jì)算：

L2 級(jí)域控制器：預(yù)計(jì)未來將適用于 10-20 萬左右的經(jīng)濟(jì)車型，目前均價(jià)在 2300 元-2500 元左右，并在芯片成本降低、量產(chǎn)規(guī)模效應(yīng)影響下有降價(jià)趨勢(shì)，預(yù)計(jì) 2025 年均價(jià)將低于 2000 元。L2 硬件滲透率將從 2021 年的 20%逐年提升，預(yù)計(jì)在 2025 年達(dá)到50%，后因主流車企對(duì)低水平自動(dòng)駕駛需求減弱，預(yù)計(jì)在 2030年降低至 20%；由于 L2級(jí)別自動(dòng)駕駛功能對(duì)算力要求較低，目前主要以 ADAS 輔助駕駛系統(tǒng)搭載上車，使用域控制器的占比較低，預(yù)計(jì)未來域控制器在 L2 硬件中的滲透率將持續(xù)提升，預(yù)計(jì)到 2030年達(dá)到 100%。

L3、L4 級(jí)域控制器：主要適用于 30 萬元以上的高端車型，搭載英偉達(dá) ORIN 等高算力芯片方案。目前 ORIN 芯片單顆價(jià)格在 500 美元左右，折合人民幣約 3500 元，出于算力考慮需要搭載 2 顆及以上，結(jié)合激光雷達(dá)、傳感器、其他零部件、軟件開發(fā)成本和生產(chǎn)成本，預(yù)計(jì)域控制器量產(chǎn)后均價(jià)在 15000元左右，并將隨著量產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和芯片降本有降價(jià)趨勢(shì)。

受行業(yè)內(nèi)各公司加速研發(fā)趨勢(shì)、中央及各地出臺(tái)允許自動(dòng)駕駛車輛上路相關(guān)政策影響，L3、L4 級(jí)別域控制器滲透率將逐年提升。特斯拉等頭部整車廠、創(chuàng)時(shí)智駕等國內(nèi)外域控總成廠商都積極布局 L3 級(jí)別及以上自動(dòng)駕駛域控制器研發(fā)，有望于 2025 年前實(shí)現(xiàn)上車量產(chǎn)。自動(dòng)駕駛相關(guān)政策的發(fā)布也為 L3 級(jí)別及以上自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)正式上路行駛提供政策保障：2022 年 7 月深圳發(fā)布《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理?xiàng)l例》，允許 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車上路行駛；2022 年 11 月工信部發(fā)布試點(diǎn)意見稿，允許具備量產(chǎn)條件的 L3、L4 級(jí)自動(dòng)駕駛車輛開展上路通行試點(diǎn)。同時(shí)，滿足 L3 及以上級(jí)別的高算力 SoC 芯片研發(fā)也為域控滲透率提升提供動(dòng)力。英偉達(dá)預(yù)計(jì)于 2024 年量產(chǎn) Thor 芯片，單片算力達(dá)到2000Tops，目前已與極氪汽車簽訂合作協(xié)議，預(yù)計(jì)將于 2025 年初實(shí)現(xiàn)上車量產(chǎn)。由于L3、L4 高級(jí)別自動(dòng)駕駛對(duì)算力、集成要求高，域控制器在 L3、L4 硬件中的滲透率將保持 100%。未來幾年內(nèi)，高等級(jí)域控制器滲透率有可能受到各車企量產(chǎn)進(jìn)度快速推進(jìn)、各地方自動(dòng)駕駛上路試點(diǎn)政策加速頒布等因素影響，預(yù)期將有更大的提升空間。因此，預(yù)計(jì) L3 級(jí)別域控制器滲透率將在 2025 年達(dá)到 10%-20%，以中間值 15%進(jìn)行計(jì)算；2030 年將達(dá)到 40%以上。L4 級(jí)別域控制器滲透率將在 2025 年達(dá)到 1%-5%，以中間值3%進(jìn)行計(jì)算；2030 年預(yù)計(jì)達(dá)到 20%以上。

審核編輯：黃飛

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