2021年L2+級別自動駕駛加速落地,ADAS滲透率持續(xù)提升,2023年市場規(guī)模有望超越1200億。
短期,L2+、L3級別滲透率持續(xù)提升。ADAS系統(tǒng)作為實現(xiàn)自動駕駛的重要支撐技術(shù),先行放量,2023年市場規(guī)模有望達(dá)到1206億元,2020-2023年CAGR約為36.7%;同時,L4級別及以上自動駕駛技術(shù),將降維應(yīng)用至L2+級別自動駕駛當(dāng)中;中長期,隨著技術(shù)的突破及法規(guī)的完善,L4/L5級別自動駕駛將逐漸落地。網(wǎng)聯(lián)化產(chǎn)業(yè)鏈,進(jìn)入網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施部署關(guān)鍵期,國產(chǎn)廠商優(yōu)勢明顯,云控平臺、車載OBU、路側(cè)RSU率先放量,車載OBU市場滲透率2025年有望達(dá)到50%,同期市場規(guī)模約為365億元;路側(cè)RSU市場滲透率2025年有望達(dá)到50%,同期市場規(guī)模約為525億元。
政策+技術(shù)+產(chǎn)業(yè)鏈變革,催化萬億級市場空間
中國智能網(wǎng)聯(lián)車市場規(guī)模及滲透率將持續(xù)提升,2023年規(guī)模有望達(dá)到2381億元,2020-2023年CAGR約為20.62%。據(jù)智研咨詢,中國智能網(wǎng)聯(lián)車市場規(guī)模2019年約為1125億元,未來4年CAGR約為20.62%,有望在2023年達(dá)到2371億元。
同時,根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù),中國智能網(wǎng)聯(lián)車2019年市場滲透率約為35.3%,隨著自動駕駛及網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的升級,2025年市場滲透率將達(dá)到75.9%,中國有望成為全球最大智能網(wǎng)聯(lián)車市場。
智研咨詢進(jìn)一步將智能網(wǎng)聯(lián)車市場細(xì)分,并推測2020-2030年智能網(wǎng)聯(lián)車10年產(chǎn)業(yè)總規(guī)模有望達(dá)到近2萬億元。其中“聰明的車” 市場規(guī)模約為8350億元,“智慧的路”市場規(guī)模約為2950億元,“車路協(xié)同”市場規(guī)模約為7630億元。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)車與X( 人、車、路、云端等)智能信息交換、共享,具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能,可實現(xiàn)“安全 、高效、舒適、節(jié)能”形式,并最終實現(xiàn)代替人來操作的新一代汽車。是汽車、信息、通信等多學(xué)科多技術(shù)深度融合的典型應(yīng)用。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智能汽車發(fā)展的戰(zhàn)略方向,網(wǎng)聯(lián)協(xié)同是智能駕駛發(fā)展的未來趨勢。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展技術(shù)體系及關(guān)鍵技術(shù)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)體系涉及信息通信、交通、汽車等行業(yè),以安全為支撐,對車、路、云端產(chǎn)生的信息流進(jìn)行融合感知、計算、決策與信息下發(fā)。具體技術(shù)架構(gòu)可劃分為“三橫兩縱”。
技術(shù)升級,5G技術(shù)提供網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展基礎(chǔ)及必要條件
5G商用加速落地,智能網(wǎng)聯(lián)車是最佳應(yīng)用場景。5G具有低時延、高可靠、高速率、廣連接的特點,支撐智能網(wǎng)聯(lián)車與周邊環(huán)境設(shè)施實現(xiàn)無線通訊和信息交換,便于及時做出決策,滿足自動駕駛苛刻的延時要求。5G技術(shù)的飛速發(fā)展以及配套基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),為智能車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供基礎(chǔ)。
5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))、NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)、網(wǎng)絡(luò)切片等,提升智能網(wǎng)聯(lián)車業(yè)務(wù)效率及安全性。SDN技術(shù)實現(xiàn)控制和轉(zhuǎn)發(fā)解耦,NFV技術(shù)實現(xiàn)軟件和硬件解耦,達(dá)到靈活化,服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)實現(xiàn)按需組網(wǎng),提供低至1-5ms端到端時延和高至10Gbps峰值速率,滿足網(wǎng)聯(lián)化不同場景的網(wǎng)絡(luò)需求,推進(jìn)車用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及通信產(chǎn)品加速普及與應(yīng)用。
技術(shù)升級,MEC多接入邊緣計算提供網(wǎng)聯(lián)化增強服務(wù)
MEC多接入邊緣計算為網(wǎng)聯(lián)化低時延業(yè)務(wù)提供技術(shù)支撐。智能網(wǎng)聯(lián)業(yè)務(wù)中有關(guān)駕駛安全類的業(yè)務(wù)主要特征是低時延、高可靠。在時延需求上,自動駕駛要求時延低至3ms。MEC技術(shù)在支持網(wǎng)聯(lián)通信的基礎(chǔ)上,還可以承載部分車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)功能,實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和業(yè)務(wù)協(xié)同,降低時延,減少海量數(shù)據(jù)回傳造成的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。
MEC與車聯(lián)網(wǎng)融合實現(xiàn)多元化場景應(yīng)用。網(wǎng)聯(lián)化應(yīng)用場景復(fù)雜且多樣,例如交通岔路口信號燈控制參數(shù)優(yōu)化、車輛擁堵場景的分析與識別、區(qū)域內(nèi)高精度地圖的實時加載、自動駕駛車輛的調(diào)度、交通流合流場景、優(yōu)先車輛通行等,需要大量的計算/存儲/傳輸資源或?qū)煌ㄒ剡M(jìn)行組織協(xié)調(diào),通過MEC與車聯(lián)網(wǎng)融合能夠有效實現(xiàn)場景應(yīng)用需求。
發(fā)展現(xiàn)狀:自動駕駛滲透率持續(xù)提升,L2+加速突破,相關(guān)組件放量
1、發(fā)展現(xiàn)狀:兩條發(fā)展路徑并存
主流自動駕駛技術(shù)路線可劃分為“漸進(jìn)式”路線及“跨越性”路線:
“漸進(jìn)式”路線,參與者為傳統(tǒng)車廠及新勢力車廠。傳統(tǒng)車廠通常從基礎(chǔ)ADAS系統(tǒng)開始應(yīng)用,對自動駕駛持有較為謹(jǐn)慎的態(tài)度,注重投入與回報的平衡,傾向于研發(fā)現(xiàn)階段可量產(chǎn)的ADAS產(chǎn)品。
通過漸進(jìn)式技術(shù)迭代過渡到高級別無人駕駛階段,發(fā)展路徑為L2-L3-L4或L2-L4。新勢力車廠以特斯拉、小鵬、蔚來等為代表,直接推出L2\L2+自動駕駛車輛,現(xiàn)階段主推自主泊車及導(dǎo)航領(lǐng)航功能,逐步提升自動駕駛水平。
“跨越性”路線,參與者主要為互聯(lián)科技巨頭及自動駕駛公司,例如谷歌、百度、Cruise等,直接推出L4級別無人自動駕駛車輛,以Robotaxi落地應(yīng)用鍛造核心競爭力。由于L4級別自動駕駛對技術(shù)以及道路環(huán)境要求高,目前僅限于特定區(qū)域應(yīng)用。
2、發(fā)展現(xiàn)狀:L3級別自動駕駛進(jìn)展放緩
大部分車廠自動駕駛升級路徑由L2-L3-L4-L5逐級遞增,2020年為L3級別自動駕駛元年。但由于L3級別自動駕駛量產(chǎn)尚需法規(guī)出臺,多數(shù)企業(yè)L3級別自動駕駛推進(jìn)進(jìn)展緩慢,推出L2+自動駕駛概念應(yīng)用;
部分車廠選擇跨過L3級別,直接進(jìn)行L4級別技術(shù)研發(fā)。互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)則多數(shù)直接進(jìn)行L4級別自動駕駛研發(fā),并推動部分L4級別技術(shù)降維應(yīng)用至L2+級別自動駕駛車型當(dāng)中。
3、自動駕駛發(fā)展路徑:L2+級別自動駕駛加速優(yōu)先落地
L3級別作為自動駕駛的分水嶺,是實現(xiàn)向高級別自動駕駛突破的關(guān)鍵階段。但現(xiàn)階段受限于技術(shù)、成本、倫理道德、政策法規(guī)等因素,尤其是對安全事故責(zé)任認(rèn)定法規(guī)不完全,L3級別自動駕駛量產(chǎn)存在一定阻礙。
現(xiàn)階段將以L2+級別自動駕駛及ADAS系統(tǒng)滲透率持續(xù)提升為主,逐漸過渡到高等級無人駕駛。總體上,自動駕駛技術(shù)迭代將分階段逐步推進(jìn):
1.短期(2020-2025),有條件自動駕駛L2+、L3級別產(chǎn)品持續(xù)放量,滲透率持續(xù)提升。ADAS系統(tǒng)作為實現(xiàn)自動駕駛的重要支撐技術(shù),亦是自動駕駛發(fā)展的必經(jīng)之路,將先行放量;同時,以Robotaxi、特定場景無人駕駛的L4級別及以上自動駕駛技術(shù)將降維應(yīng)用至L2+級別自動駕駛當(dāng)中,以自主泊車及導(dǎo)航領(lǐng)航功能為主,支持實現(xiàn)量產(chǎn)。
2.中長期(2025-2035),高級別自動駕駛?cè)匀皇墙K極發(fā)展目標(biāo)。隨著技術(shù)的突破、安全等級的提升及法規(guī)的完善,L4/L5級別自動駕駛長期將逐漸落地。
L2+級自動駕駛、ADAS系統(tǒng)滲透率提升,感知層優(yōu)先受益
自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈分為感知-決策-執(zhí)行三個層面,感知是基礎(chǔ),決策是關(guān)鍵。感知層通過傳感系統(tǒng),代替人的視覺和聽覺感知,采集并處理環(huán)境信息和車內(nèi)信息,常用的傳感器包括攝像機、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等;決策層利用芯片+算法制定控制策略,通過具有人工智能特性的控制系統(tǒng),根據(jù)駕駛員意圖、當(dāng)前車速等狀態(tài)及外部情況,規(guī)劃駕駛指令、規(guī)劃行駛路徑;執(zhí)行層根據(jù)反饋到底層模塊的信息,執(zhí)行驅(qū)動、制動和轉(zhuǎn)向任務(wù)。
高精度定位橫跨自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈感知層、決策層,需要融合蜂窩網(wǎng)、衛(wèi)星、慣導(dǎo)、攝像頭及雷達(dá)數(shù)據(jù)滿足車輛的高精度定位需求性能需求。實現(xiàn)車輛高精度定位需要依靠以下關(guān)鍵技術(shù):RTK差分系統(tǒng)、傳感器與高精度地圖匹配定位、蜂窩網(wǎng)定位及同步。
以基于語義級的高精度地圖匹配定位流程作為示例,展示高精度定位的實現(xiàn)與多傳感器(攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等)及高精度地圖的融合。
短期內(nèi),L2+ADAS系統(tǒng)將持續(xù)放量,ADAS系統(tǒng)滲透率持續(xù)提升具有確定性,產(chǎn)業(yè)鏈感知層優(yōu)先受益。據(jù)北京恒州博智汽車研究中心預(yù)測,中國ADAS系統(tǒng)市場規(guī)模有望在2023年達(dá)到1206億元,2020-2023年CAGR約為36.7%。
同時,感知層傳感器作為ADAS系統(tǒng)核心 ,市場滲透率亦將逐步提升。另據(jù)智研咨詢,自動駕駛傳感器市場到2025年規(guī)模有望達(dá)到600億,2020-2025年CAGR約21%,市場滲透率約為80%。
環(huán)境感知系統(tǒng)是自動駕駛系統(tǒng)獲取外部行駛道路環(huán)境數(shù)據(jù)并幫助系統(tǒng)實現(xiàn)定位的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是實現(xiàn)自動駕駛的基礎(chǔ)。感知系統(tǒng)包括攝像頭和雷達(dá)兩類:
攝像頭,在獲取圖像數(shù)據(jù)后,通過圖像識別技術(shù),可以實現(xiàn)距離測量、目標(biāo)識別等功能。
雷達(dá),利用發(fā)射波和反射波之間的時間差、相位差等信息,獲得目標(biāo)物體的位置、移動速度等數(shù)據(jù)。
從傳感器配置上來看,自動駕駛級別越高,所需求的傳感器數(shù)量越多。ADAS系統(tǒng)功能主要覆蓋L0-L2級別自動駕駛,對攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)具有需求;L3及以上自動駕駛進(jìn)一步需求激光雷達(dá)。
4.1 環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——攝像頭
車載攝像頭是主流感知系統(tǒng)必備的傳感器,主要包括內(nèi)視攝像頭、后視攝像頭、前置攝像頭、側(cè)視攝像頭、環(huán)視攝像頭等,可實現(xiàn)向前駕駛輔助、全景環(huán)視、駕駛員疲勞監(jiān)控等多種功能。
4.2 環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——攝像頭
隨著ADAS系統(tǒng)滲透率提升,車載攝像頭市場規(guī)模將持續(xù)增長。據(jù)ICVTank及前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,2025年全球車載攝像頭市場規(guī)模預(yù)計達(dá)到270億美元,2020-2025年CAGR約為15.7% ;中國市場規(guī)模約為230億元,2020-2025年CAGR約為32.2%。
全球車載攝像頭市場主要由國外松下、法奧雷、富士通等國際巨頭占據(jù),國產(chǎn)廠商市場份額較低。國內(nèi)市場中,舜宇光學(xué)、歐菲光等國產(chǎn)廠商在車載攝像頭鏡頭方面取得突破,參與車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈。
4.3 環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——毫米波雷達(dá)
毫米波雷達(dá)由于技術(shù)和市場成熟,價格相對合理,規(guī)?;瘧?yīng)用于ADAS,隨著ADAS滲透率提升,毫米波雷達(dá)市場規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)張。
據(jù)艾瑞咨詢,中國車載毫米波雷達(dá)市場在2030年有望達(dá)到640億元,2020-2030年CAGR約為32%,且77GHz毫米波雷達(dá)搭載率逐漸提升。
毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)被外商壟斷,集中程度高,全球毫米波雷達(dá)市場主要由博世、大陸、海拉等國際巨頭占據(jù)。中國高端汽車裝載的毫米波雷達(dá)主要依賴于國外進(jìn)口。
近年,國內(nèi)廠商近年在毫米波雷達(dá)方面取得突破,24GHz可實現(xiàn)批量供貨,77GHz研發(fā)取得進(jìn)展 ,存在國產(chǎn)替代趨勢,其中德賽西威、華域汽車、保隆科技可實現(xiàn)毫米波雷達(dá)量產(chǎn)。
4.4 環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——超聲波雷達(dá)
超聲波雷達(dá)利用超聲波測算距離的雷達(dá)傳感器裝置,通過發(fā)射、接收40kHz、48kHz或58kHz頻率的超聲波,根據(jù)時間測算出障礙物距離,當(dāng)距離過近時觸發(fā)報警裝置發(fā)出警報聲以提醒司機。
超聲波雷達(dá)主要包含UPA(安裝在前后保險杠上)及APA(安裝在汽車側(cè)面)兩類,一般汽車需要配備8個UPA及4個APA。
據(jù)易車網(wǎng) ,目前大部分車載超聲波雷達(dá)為UPA,配備車款有6508款,占總數(shù)8239款的78.99%,滲透率較高。具備APA車款僅有622款,僅占總數(shù)8239款的7.55%,隨著ADAS及自動駕駛滲透率提升,APA市場將逐漸打開。
超聲波雷達(dá)市場主要供應(yīng)商有博世、法雷奧、日本村田、日本尼賽拉、臺灣同致電子、深圳航盛電子、深圳豪恩等。
4.5 環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——激光雷達(dá)
激光雷達(dá)使用發(fā)射器發(fā)射激光束,并通過接收器對遇障礙物后返回的激光束進(jìn)行探測。車規(guī)級激光雷達(dá)線束包括1線、4線、8線、 16線、32線及64線,線束越高,反應(yīng)速度、精確度越高,相應(yīng)成本也更高昂。
目前主要存在四類激光雷達(dá),其中固態(tài)激光雷達(dá)是未來的應(yīng)用趨勢:
4.6 環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——激光雷達(dá)
激光雷達(dá)具有精度高、可靠度強、探測距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢,能夠提供更精確的3D環(huán)境探測數(shù)據(jù),對高級別自動駕駛不可或缺。
隨著自動駕駛技術(shù)迭代及成本下降,激光雷達(dá)市場有望進(jìn)一步打開。據(jù)國際知名調(diào)研機構(gòu)Markets and Markets預(yù)測,全球激光雷達(dá)市場規(guī)模預(yù)計將從2019年的8.44億美元增長到2024年的22.73億美元,2019-2024年的CAGR約為21.9%。
車載激光雷達(dá)市場供應(yīng)商主要集中于國外,包括Velodyne、Quanegy以及IBEO等。目前市場競爭活躍,芯片巨頭英偉達(dá)、 Mobileye進(jìn)入激光雷達(dá)市場,國內(nèi)主要參與廠商有禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、北科天繪、鐳神智能、華為、大疆(覽沃)等。
小鵬汽車已宣布在2021年推出的全新量產(chǎn)車型上使用激光雷達(dá),供應(yīng)商為大疆孵化的Livox覽沃科技。目前市場競爭格局尚未形成,未來能夠加速實現(xiàn)量產(chǎn)、降低激光雷達(dá)成本的企業(yè),將具備競爭優(yōu)勢。
4.7 主流環(huán)境感知方案,毫米波vs激光雷達(dá)
目前主流環(huán)境感知方案分為兩大陣營:(1)以特斯拉為代表,使用攝像頭+毫米波雷達(dá)為主進(jìn)行環(huán)境感知;(2)以谷歌Waymo為代表,使用激光雷達(dá)+攝像頭為主進(jìn)行環(huán)境感知。兩大陣營仍將長期存在,值得關(guān)注的是長期使用“攝像頭+毫米波雷達(dá)”作為感知方案的Mobileye,已與激光雷達(dá)廠商Luminar進(jìn)行合作,并計劃自研激光雷達(dá)。
4.8 安全為第一要務(wù),多傳感器融合是趨勢
多傳感器融合方案是趨勢,以保證自動駕駛安全及可靠性。不同傳感器具有不同的感知特性,能夠在各自適合的應(yīng)用場景下實現(xiàn)特定功能,未來多傳感器融合將是實現(xiàn)車輛環(huán)境感知的主流方式。
不同傳感器的測量數(shù)據(jù)通過信號處理、模式和圖像識別、人工智能和信息理論等技術(shù)進(jìn)行融合,保障行駛途中的安全性及技術(shù)冗余,實現(xiàn)基于全面環(huán)境信息融合的自動駕駛。
環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——高精度定位
高精度定位能夠為自動駕駛汽車提供車輛的空間坐標(biāo)與當(dāng)前場景下的相對位置坐標(biāo),以及位置相關(guān)信息,通常借助RTL、GNSS傳感器等融合實現(xiàn)。由于傳統(tǒng)傳感器存在魯棒性缺陷,采用高精度定位能夠進(jìn)一步提升定位精準(zhǔn)度。
高精度定位市場規(guī)模約為千億級。據(jù)IMT-2020(5G)推進(jìn)組預(yù)測,中國V2X用戶在2020年將超過4000萬,按照30%的需求實現(xiàn)高精度定位能力,市場規(guī)模將達(dá)到1200億元。未來隨著高級別自動駕駛技術(shù)迭代,高精度定位滲透率將進(jìn)一步提升。
國內(nèi)提供高精度定位技術(shù)廠商主要有華測導(dǎo)航、北斗星通、中海達(dá)等。高精度定位通常與高精度地圖結(jié)合使用。
環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——高精度地圖
高精度地圖對于自動駕駛不可或缺,是實現(xiàn) L3/L3+級自動駕駛的必經(jīng)之路,需要與高精度定位緊密相連。首先,高精地圖所需數(shù)據(jù)需要通過高精度定位框架進(jìn)行采集,采用慣性遞推或航位推算獲取定位預(yù)測值。
同時,以高精地圖為基礎(chǔ),結(jié)合感知匹配實現(xiàn)高精度的自主導(dǎo)航定位,保證厘米級定位。二者相結(jié)合,車輛能夠提前了解當(dāng)前位置可能的道路特征情況,提高傳感器的識別精度,降低對傳感器的性能要求。
隨著自動駕駛技術(shù)的升級,高精度地圖作為其重要組成部分,有望在2021年迎來實質(zhì)性商用階段。據(jù)蓋世汽車研究院預(yù)測,2025年國內(nèi)高精地圖市場規(guī)模將達(dá)到80億元,2026年會出現(xiàn)快速增長,突破100億元。
6.1 環(huán)境感知是自動駕駛基礎(chǔ)——高精度地圖
高精度地圖行業(yè)具有較高的準(zhǔn)入和技術(shù)壁壘,國產(chǎn)廠商具有明顯優(yōu)勢。高精度地圖的開發(fā)需要測繪資質(zhì),必須滿足甲級電子導(dǎo)航地圖測繪資質(zhì)要求。
同時,高精度地圖測繪需要前期投入,成本高昂。除此之外,地圖行業(yè)涉及國家機密,存在政策門檻。目前市場主要參與者為國內(nèi)圖商及互聯(lián)網(wǎng)公司,包括四維圖新、百度地圖、高德地圖等。
特斯拉目前尚未采用高精度地圖,而是基于傳感器數(shù)據(jù)與計算平臺測算生成地圖數(shù)據(jù)及信息,但未來隨著中國高精度地圖市場日趨成熟,特斯拉也有可能采用高精度地圖方案。
自動駕駛亟需汽車電子電氣架構(gòu)升級
汽車電子電氣架構(gòu)(E/E 架構(gòu))是指整車電子電氣系統(tǒng)的總布置方案,即將汽車?yán)锏母黝悅鞲衅?、處理器、線束連接、電子電氣分配系統(tǒng)和軟硬件整合在一起,以實現(xiàn)整車的功能、運算、動力及能量的分配。
自動駕駛系統(tǒng)由感知層、決策層和執(zhí)行層構(gòu)成,要求更高的算力和更多傳感器件,以實現(xiàn)汽車的感知、決策以及信息交互。
E/E架構(gòu)的升級是智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的關(guān)鍵,傳統(tǒng)汽車架構(gòu)升級遵循分布式架構(gòu)-域集中架構(gòu)-跨域融合-中央計算平臺路徑。傳統(tǒng)汽車采用分布式的電子電氣架構(gòu)具有計算能力不足、通訊帶寬不足、不便于軟硬件升級等缺陷,無法滿足現(xiàn)階段汽車發(fā)展的需求 。
架構(gòu)升級能夠有效提升系統(tǒng)算力;使汽車軟硬件解耦,OTA升級更加便利;有助于加快汽車開發(fā)流程,降低成本;減少線束總長度,減輕車重。
E/E架構(gòu)升級要求車載芯片、計算平臺、車載操作系統(tǒng)等升級作為支撐。
7.1 E/E架構(gòu)升級——域集中式,現(xiàn)階段主流發(fā)展形式
域集中控制器架構(gòu),以幾個大單元為單位將其從屬功能整合在區(qū)域內(nèi),進(jìn)行模塊化和集中化 ,最終實現(xiàn)系統(tǒng)模塊數(shù)量級的減少。
域集中架構(gòu)能夠?qū)资畟€甚至上百個ECU控制單元,減少到3-5個“域”控制系統(tǒng),即車身系統(tǒng) 、娛樂系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)、動力系統(tǒng),和高級輔助駕駛系統(tǒng)等五個大“域”。
不同“域 ”之間安全隔離的同時,也可以根據(jù)需求進(jìn)行通信和互操作,變成了可共享的資源和算力,在其上層可以有一個統(tǒng)一的“操作軟件”。
7.2 E/E架構(gòu)升級——集中式架構(gòu)“模范生”特斯拉
特斯拉通過Model3率先推出“區(qū)域zone”概念,跨越式發(fā)展車載電腦和區(qū)域?qū)蚣軜?gòu),車身包含CCM(中央計算機模塊)、BCMLH( 左車身控制模塊)、BCMRH(右車身控制模塊)三個模塊,其中中央計算機模塊整合了駕駛輔助系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)兩大域,左右車身控制系統(tǒng)則分別負(fù)責(zé)剩下的車身與便利系統(tǒng)、底盤與安全系統(tǒng)和部分動力系統(tǒng)功能。
跨越式升級有助于特斯拉車型實現(xiàn)軟硬件解耦、算力集中化;簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu),制造自動化;整車OTA,提升服務(wù)附加值。
決策控制是自動駕駛的核心——芯片
車載AI芯片是實現(xiàn)自動駕駛決策控制環(huán)節(jié)的基礎(chǔ),也是實現(xiàn)自動駕駛大規(guī)模落地的前提。自動駕駛需要芯片處理海量數(shù)據(jù)。
據(jù)商業(yè)新知數(shù)據(jù),2025年中國AI芯片市場規(guī)模將達(dá)91億美元,2030年有望達(dá)到177億美元,2020-2030年CAGR約為22.8%。
自動駕駛汽車數(shù)據(jù)處理量巨大,對汽車芯片要求極高,隨著智能汽車E/E架構(gòu)升級,域控制器/中央計算平臺廣泛使用,車載AI芯片市場規(guī)模將持續(xù)增長。
全球主要的自動駕駛芯片廠商為高通、Mobileye(英偉達(dá)收購)、英偉達(dá)、特斯拉,國內(nèi)市場參與者為地平線、華為、黑芝麻?;诟咝阅?、低功耗的要求,自動駕駛芯片至少需要5nm、7nm制程,目前高通芯片制程水平領(lǐng)先,各大廠商也在持續(xù)推出更高等級自動駕駛芯片計劃,芯片廠商格局未穩(wěn),國內(nèi)廠商有望占據(jù)一席之地。
8.1 決策控制是自動駕駛的核心——計算平臺
車載計算平臺是由傳統(tǒng)ECU逐步向智能高速處理器轉(zhuǎn)變的新一代車載中央計算單元,包括芯片、模組、接口等硬件以及驅(qū)動程序 、操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)應(yīng)用程序等軟件,能夠保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知、決策、規(guī)劃、控制的高速可靠運行。
車載計算平臺方案包括基于GPU、FPGA、DSP、ASIC四種方式,現(xiàn)階段采用GPU架構(gòu)、GPU+FPGA異構(gòu)化、ASIC架構(gòu)的車企并行存在,但綜合來看,車企更傾向于選擇ASIC專用型芯片,以自身更好的軟件算法同時滿足高性能和低功耗的要求。
主流AI芯片廠商基于自研車載芯片,推出車載計算平臺,從主流參考指標(biāo)功算比來看,目前特斯拉、黑芝麻、華為處于領(lǐng)先地位。
8.2 決策控制是自動駕駛的核心——操作系統(tǒng)
自動駕駛發(fā)展背景下,傳統(tǒng)車載操作系統(tǒng)將不斷升級以適應(yīng)域集中、中央集中式E/E架構(gòu),自動駕駛車載操作系統(tǒng)升級方式主要有兩種:
車企在底層操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上獨立研發(fā)車載車企在底層操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上獨立研發(fā)車載 OS 或基于 ROM 定制開發(fā);
車載操作系統(tǒng)是未來汽車構(gòu)建完整生態(tài)體系的核心環(huán)節(jié),且在安全性、穩(wěn)定性方面具有較高要求,能夠基于底層操作系統(tǒng)自建駕駛平臺的車企,例如特斯拉、蔚來、小鵬等,具備更強競爭優(yōu)勢。互聯(lián)網(wǎng)、ICT廠商基于強大的應(yīng)用生態(tài)優(yōu)勢,有望在與傳統(tǒng)車廠合作當(dāng)中受益。
網(wǎng)聯(lián)化:自動駕駛必經(jīng)之路,網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)備先行部署
按照車聯(lián)網(wǎng)為車輛提供交互信息、參與協(xié)同控制的程度,參照車輛智能化分級,網(wǎng)聯(lián)化可分為以下三個等級,目前處于“網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知”發(fā)展階段:
車聯(lián)網(wǎng)核心應(yīng)用環(huán)節(jié),網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)備率先放量
車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要汽車、交通、通信、IT與互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)跨行業(yè)協(xié)同推進(jìn),由于技術(shù)、法規(guī)、政策、商業(yè)模式等問題尚待解決,目前無法大規(guī)模進(jìn)行推廣。
短期內(nèi),需要政策推動,加速車載終端OBU滲透率,提升路側(cè)設(shè)備RSU及云控平臺覆蓋率,相關(guān)通信芯片、模組、車載終端、路側(cè)設(shè)備、云控平臺廠商優(yōu)先受益;中長期,隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷演進(jìn)及成熟,網(wǎng)聯(lián)覆蓋區(qū)域擴(kuò)大,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)將大規(guī)模受益,價值鏈向運營和應(yīng)用轉(zhuǎn)移。
9.1 網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)備——C-V2X車載通信模組
通信模組屬于底層硬件環(huán)節(jié),具有不可替代性,和車聯(lián)網(wǎng)保持一一對應(yīng)的關(guān)系。車載通信模組是汽車感知層和網(wǎng)絡(luò)層連接的關(guān)鍵環(huán)節(jié),所有車聯(lián)網(wǎng)感知層終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都需要通過無線通信模塊匯聚至網(wǎng)絡(luò)層,進(jìn)而通過云端管理平臺對汽車進(jìn)行遠(yuǎn)程管控。
車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動車規(guī)級模組需求旺盛,LTE-V2X模組搭載率優(yōu)先提升,5G-V2X模組迎來長期發(fā)展機遇。目前基于LTE-V2X通信技術(shù)的設(shè)備具備量產(chǎn)基礎(chǔ),相關(guān)通信模組率先放量,支持車載終端及路側(cè)設(shè)備部署。
5G-V2X通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有待于進(jìn)一步完善及測試驗證,通信模組發(fā)展處于起步階段,但隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,5G車載通信模組市場有望大規(guī)模爆發(fā)。
據(jù)智研咨詢預(yù)測,全球車聯(lián)網(wǎng)通信模組數(shù)量在2023年將達(dá)到15億塊,中國市場車聯(lián)網(wǎng)通信模組數(shù)量將達(dá)到2.8百萬塊。按照800元 /塊均價進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)模組市場規(guī)模測算,2023年中國車規(guī)級模組市場規(guī)模將達(dá)到22.40億。
現(xiàn)有車載模組由主流通信模組廠商提供,競爭格局可參考現(xiàn)有模組廠商競爭情況。在全球蜂窩通信模塊市場,主要模塊供應(yīng)商包括Sierra、Gemalto、U-Blox、移遠(yuǎn)通信、芯訊通、廣和通等。
據(jù)Counter point,2020年Q2,全球蜂窩通信模組出貨量第一名為移遠(yuǎn)通信,占比高達(dá)33.9%??傮w上,中國模組廠商發(fā)展迅猛,對海外模組廠商形成趕超趨勢。
目前主要國內(nèi)廠商移遠(yuǎn)通信、高新興、廣和通等均已推出基于高通芯片的車規(guī)級通信模塊,向車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)力。此外,華為、大唐也基于自研芯片推出車聯(lián)網(wǎng)通信模組。
9.2 網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)備——C-V2X車載單元OBU
車載單元OBU是車輛的中央通信單元,是車聯(lián)網(wǎng)時代汽車與外界實現(xiàn)V2X通信的關(guān)鍵設(shè)備之一,與路側(cè)設(shè)備RSU相聯(lián),進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取、接收、發(fā)送等,車載設(shè)備單元通常包括以下子系統(tǒng):無線電通信子系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、車載設(shè)備處理單元、天線等。
車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動C-V2X車載單元配置率提升,前期優(yōu)先示范區(qū)內(nèi)新車前裝、鼓勵舊車后裝,中后期新車前裝C-V2X車載單元逐步放量。
短期由政府推動優(yōu)先在示范區(qū)內(nèi)新車搭載前裝設(shè)備,并鼓勵后裝車輛參與測試驗證;中長期,OBU滲透率由整車廠前裝驅(qū)動 ,推動中高端車型商用到全面搭載。
經(jīng)保守測算,車載單元OBU市場規(guī)模在2025年有望達(dá)到365億元,2020-2025年間市場總規(guī)模約為1028億元。
根據(jù)《C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑和時間表研究白皮書》,2020年開始在新車前裝車載終端,2025達(dá)到50%滲透率,以滲透率穩(wěn)步提升進(jìn)行前裝數(shù)量測算。同時,存量車市場,舊車也將逐步搭載后裝設(shè)備,保守估計2025年存量車市場后裝設(shè)備搭載率為5%。
關(guān)鍵假設(shè):車載OBU單價1000元,新增汽車銷量增速4%(增速來自中汽協(xié)預(yù)測),汽車保有量增速11%(前五年CAGR計算得出)
關(guān)鍵數(shù)據(jù):2020、2021、2025年新增汽車銷量來自中汽協(xié)預(yù)測,2019年汽車保有量數(shù)據(jù)來自國家統(tǒng)計局,2020年來自公安部預(yù)測。
9.3 網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)備——C-V2X路側(cè)單元RSU
路側(cè)單元(RSU)是部署在路側(cè)的通信網(wǎng)關(guān),具有多種形態(tài)(有線、無線),匯集路側(cè)交通設(shè)施和道路交通參與者信息,上傳至V2X平臺,并將消息廣播給道路交通參與者,是車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)不可缺少的錨點。
車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動C-V2X路側(cè)單元覆蓋率提升,主要由政府推動進(jìn)行交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化升級。短期內(nèi)主要由政府聯(lián)合產(chǎn)業(yè)各方率先在示范區(qū)及高速公路進(jìn)行智慧道路升級,小規(guī)模鋪設(shè)路側(cè)設(shè)備,待基建及技術(shù)成熟,進(jìn)行規(guī)?;渴?。
經(jīng)保守測算,路側(cè)單元RSU市場規(guī)模在2025年有望達(dá)到525.4億元,2020-2025年間市場總規(guī)模約為1515.5億元。
根據(jù)《C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑和時間表研究白皮書》,2021年前主要在示范區(qū)、先導(dǎo)區(qū)、特定園區(qū)部署路側(cè)設(shè)施,2022-2025在典型城市、高速公路逐步擴(kuò)大覆蓋范圍,推斷近年RSU部署主要在高速公路及城市叉路口,預(yù)估2025年高速公路RSU滲透率達(dá)到70%,城市路口RSU滲透率達(dá)到40%。
關(guān)鍵假設(shè):RSU平均單價5萬元,RSU覆蓋半徑500m(相較杭紹甬高速項目覆蓋半徑為200m保守預(yù)測),高速公路里程增速4%(近5年CAGR),城市道路里程增速6%(近5年CAGR)。
關(guān)鍵數(shù)據(jù):高速公路里程、城市道路里程數(shù)來自國家統(tǒng)計局,城市路口數(shù)量測算標(biāo)準(zhǔn)參考公安部道路交通安全研究中心發(fā)布的《 中國重點城市道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)畫像報告》,城市道路平均327m即有一個城市叉路口。
智慧交通+新基建,智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展正當(dāng)時
智能網(wǎng)聯(lián)汽車是智慧交通落地應(yīng)用的突破口,助力智慧交通系統(tǒng)建設(shè)。智慧交通是指在智能交通的基礎(chǔ)上運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、自動控制、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進(jìn)一步提升交通系統(tǒng)運行效率和管理水平 ,確保通暢的公眾出行。
交通強國戰(zhàn)略之下,智慧交通行業(yè)發(fā)展持續(xù)看好。智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為智慧交通建設(shè)的突破口和發(fā)力點,迎來歷史性發(fā)展機遇,同時將有效促進(jìn)智慧交通系統(tǒng)落地。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合新基建建設(shè)重要方向。新基建以新發(fā)展為理念,以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動,以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),包括5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車橫跨新能源、物聯(lián)網(wǎng)、基站建設(shè)等多個領(lǐng)域,契合新基建建設(shè)重要方向,產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)支撐強勁。
1、德賽西威:汽車電子領(lǐng)軍企業(yè)
公司是國內(nèi)汽車電子領(lǐng)軍者,已連續(xù)多年布局智能座艙、智能駕駛以及車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,持續(xù)投入新技術(shù)及新產(chǎn)品研發(fā) ,具備優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與客戶群體。公司智能座艙及智能駕駛新產(chǎn)品在多家核心客戶眾多車型中配套供貨,包括比亞迪、奇瑞 、長城、廣汽等。
公司L3級別自動駕駛域控制器產(chǎn)品IPU03正式量產(chǎn),配套供貨小鵬P7。隨著自動駕駛技術(shù)迭代,ADAS系統(tǒng)及智能網(wǎng)聯(lián)車滲透率持續(xù)提升,公司各項主營業(yè)務(wù)將明顯受益,增長空間廣闊。
2、 華測導(dǎo)航:高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位核心公司
司聚焦于高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位相關(guān)核心技術(shù)研發(fā),具備多年行業(yè)經(jīng)驗及技術(shù)積累。北斗三號完成全球組網(wǎng),衛(wèi)星導(dǎo)航下游應(yīng)用市場加速擴(kuò)張;北斗與5G、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域深度融合,推動高精度定位產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,公司作為產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先企業(yè)之一,有望明顯受益。
公司發(fā)布定增預(yù)案,擬募集不超過8億元資金,用于北斗高精度基礎(chǔ)器件及終端裝備產(chǎn)能建設(shè)項目、智能時空信息技術(shù)研發(fā)中心建設(shè)項目。產(chǎn)能建設(shè)項目達(dá)成后,公司產(chǎn)能提升將助力市場份額提升。同時,公司自研高精度定位芯片“璇璣”已實現(xiàn)投片并成功量產(chǎn),未來有望成為新的業(yè)務(wù)增長點。
3、四維圖新:高精度地圖領(lǐng)軍企業(yè)
公司深耕導(dǎo)航地圖十余年,技術(shù)優(yōu)勢明顯,通過打造“智能汽車大腦”戰(zhàn)略,進(jìn)一步聚焦于高精度地圖、高精度定位、云服務(wù)平臺、車規(guī)級芯片等核心業(yè)務(wù),在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域夯實領(lǐng)先優(yōu)勢,穩(wěn)固行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者地位。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車在政策、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動下,迎來萬億級成長空間,行業(yè)增長確定。公司與上汽、寶馬、騰訊、滴滴等整車廠及互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭合作 ,拓展生態(tài)渠道,未來業(yè)務(wù)有望保持高增長。
4、移遠(yuǎn)通信:物聯(lián)網(wǎng)模組龍頭
司專業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)無線通信模組及解決方案的設(shè)計、生產(chǎn)、研發(fā)與銷售服務(wù),是全球第一大蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組供應(yīng)商。公司采取全球渠道布局,國內(nèi)外認(rèn)證較齊全,營銷體系完善。公司依托規(guī)模生產(chǎn)獲得低成本優(yōu)勢,推出高性價比產(chǎn)品,有利提升市場份額。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐步成熟,各類物聯(lián)網(wǎng)鏈接需求持續(xù)拓展,公司作為通信模組龍頭將率先受益。在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,公司可基于高通芯片提供C-V2X通信模組,伴隨智能網(wǎng)聯(lián)滲透率提升,公司車規(guī)級模組將明顯受益。
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