2022年汽車自動駕駛行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展空間分析

1、2022年汽車自動駕駛行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展空間分析1.汽車電子電氣架構持續(xù)演進，軟件廠商獲得新機遇汽車電子電氣架構逐漸集中化，多域融合是大趨勢。隨著汽車不斷向智能化、網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展， 以單片機為核心的傳統(tǒng)分布式電子電氣架構已經很難滿足未來智能汽車產品的開發(fā)需求。因此， 汽車電子電氣架構從傳統(tǒng)分布式架構正在朝向域架構、中央計算架構轉變，而集中化的 EE 架構 也是實現(xiàn)軟件定義汽車重要的硬件基礎。從車內數(shù)個域控制器并存再到高性能計算機 HPC 的演進 過程中，多個域控制器的融合、駕駛域與座艙域的融合成為了必要的趨勢，最終具備強大的中央 化算力的中央計算平臺將統(tǒng)籌汽車智能座艙和自動駕駛的功能實現(xiàn)。集中

2、化的 E/E 架構對汽車軟件架構也提出了新的需求。隨著汽車 EE 架構逐步趨于集中化，域控 制器或中央計算平臺以分層式或面向服務的架構部署，ECU 數(shù)量大幅減少，汽車底層硬件平臺需 要提供更為強大的算力支持，軟件也不再是基于某一固定硬件開發(fā)，而是要具備可移植、可迭代 和可拓展等特性。因此在軟件架構層面上，汽車軟件架構也逐步由面向信號的架構（SignalOriented Architecture）向面向服務的軟件架構（Service-Oriented Architecture，SOA）升級， 以更好實現(xiàn)軟硬件解耦與軟件快速迭代。除了更高的靈活性，汽車軟件架構還需要兼顧座艙域與 駕駛域的需求，在多

3、域融合的趨勢下，既能滿足駕駛域對功能安全的要求又能滿足座艙域對功能 豐富度的需求。相較過去，汽車軟件的復雜度有明顯提升。根據(jù)我們之前發(fā)布的報告智能汽車深度系列之一： 汽車軟件的星辰大海，目前汽車軟件在智能汽車軟硬件架構中自下而上可分為系統(tǒng)軟件、功能 軟件、應用軟件三類： 1 系統(tǒng)軟件：由硬件抽象層、OS 內核（狹義上的操作系統(tǒng)）和中間件組件構成，是廣義操作 系統(tǒng)的核心部分； 2 功能軟件：主要為自動駕駛的核心共性功能模塊，包括自動駕駛通用框架、AI 和視覺模塊、 傳感器模塊等庫組件以及相關中間件。系統(tǒng)軟件與功能軟件構成了廣義上的操作系統(tǒng)。 3 應用軟件：主要包括場景算法和應用，是智能座艙（HM

4、I、應用軟件等）以及自動駕駛（感 知融合、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行等）形成差異化的核心。在新型的架構下，軟件廠商所參加的開發(fā)環(huán)節(jié)增加，軟件開發(fā)難度也大幅提升，對汽車軟件有深 刻 Know-How 積累以及具備全棧能力（底層開發(fā)能力-中間件-上層應用）的廠商有望受益。具體 來看：（1）座艙域與駕駛域的融合需要 Hypervisor 技術的支持在汽車電子電氣系統(tǒng)中，不同的 ECU 提供不同的服務，同時對底層操作系統(tǒng)的要求也不同。根 據(jù) ISO 26262 標準，汽車儀表系統(tǒng)與娛樂信息系統(tǒng)屬于不同的安全等級，具有不同的處理優(yōu)先級。 汽車儀表系統(tǒng)與動力系統(tǒng)密切相關，要求具有高實時性、高可靠性和強安全性，以

5、QNX操作系統(tǒng) 為主；而信息娛樂系統(tǒng)主要為車內人機交互提供控制平臺，追求多樣化的應用與服務，主要以 Linux 和 Android 為主。在 EE 架構趨于集中化后，虛擬化（Hypervisor）技術的出現(xiàn)讓“多系統(tǒng)”成為現(xiàn)實。在電子電 氣系統(tǒng)架構從分布式向域集中式演進的大背景下，各種功能模塊都集中到少數(shù)幾個計算能力強大 的域控制器中。此時，不同安全等級的應用需要共用相同的計算平臺，傳統(tǒng)的物理安全隔離被打 破。虛擬化（Hypervisor）技術可以模擬出一個具有完整硬件系統(tǒng)功能、運行在一個完全隔離環(huán) 境中的計算機系統(tǒng)，此時供應商不再需要設計多個硬件來實現(xiàn)不同的功能需求，而只需要在車載 主芯片上

6、進行虛擬化的軟件配置，形成多個虛擬機，在每個虛擬機上運行相應的軟件即可滿足需 求。Hypervisor 提供了在同一硬件平臺上承載異構操作系統(tǒng)的靈活性，同時實現(xiàn)了良好的高可靠 性和故障控制機制，以保證關鍵任務、硬實時應用程序和一般用途、不受信任的應用程序之間的 安全隔離，實現(xiàn)了車載計算單元整合與算力共享。（2）車載中間件的重要性提升軟件定義汽車時代下，中間件的作用愈發(fā)重要。隨著 EE 架構逐漸趨于集中化，汽車軟件系統(tǒng)出 現(xiàn)了多種操作系統(tǒng)并存的局面，這也導致系統(tǒng)的復雜性和開發(fā)成本的劇增。為了提高軟件的管理 性、移植性、裁剪性和質量，需要定義一套架構（Architecture）、方法學（Metho

7、dology）和應 用接口（Application Interface），從而實現(xiàn)標準的接口、高質量的無縫集成、高效的開發(fā)以及通 過新的模型來管理復雜的系統(tǒng)，這就是我們所說的“中間件”。汽車行業(yè)中有眾多的整車廠和供 應商，每家 OEM 會有不同的供應商以及車型，每個供應商也不止向一家 OEM 供貨，中間件的存 在盡可能地讓相同產品在不同車型可重復利用或是讓不同供應商的產品相互兼容，這樣就能大幅 減少開發(fā)成本。因此，可以說中間件在汽車軟硬件解耦的趨勢中發(fā)揮了關鍵的作用。（3）座艙 OS 向整車 OS 演進車載操作系統(tǒng)將逐步由座艙 OS 向整車 OS 演進。很多汽車 OS 廠商是從車機 OS 入局

8、的，如蘋果 CarPlay、百度 CarLife、華為 Hicar 等，過去手機芯片、OS 和應用生態(tài)均優(yōu)于汽車，因此將手機 功能映射到汽車中控可以滿足車主對娛樂的需求。隨著汽車芯片以及軟件生態(tài)的發(fā)展，當前汽車 操作系統(tǒng)已步入座艙 OS 階段，未來隨著座艙域與自動駕駛域的融合，座艙 OS 將進一步向整車 OS 邁進。在 2020 年初，斑馬智行提出了 AliOS 操作系統(tǒng)演進三部曲戰(zhàn)略，即智能車機操作系統(tǒng)、 智能座艙操作系統(tǒng)、智能整車操作系統(tǒng)。如今斑馬智行已經進入到了座艙 OS 階段，下一階段將 重點布局智能整車 OS，以“OS+AI+芯片”為智能汽車決策核心，在操作系統(tǒng)層面推進汽車分布 式智

9、能向整車智能逐漸邁進。根據(jù)佐思汽研預測，2024 年以后將邁向整車 OS 階段，屆時軟件廠 商的競爭力在于是否具備座艙域（HMI、APP 開發(fā)優(yōu)化等）與駕駛域（AI、視覺能力等）的全棧 能力。我們認為，在自動駕駛技術與汽車電子電氣架構快速演進的時代，汽車軟件廠商的機遇與挑戰(zhàn)并 存。首先，汽車軟件廠商在產業(yè)鏈中的地位較原來有所上升，此外也將受益于軟件價值的持續(xù)提 升，但與此同時，也需要持續(xù)豐富自身的產品矩陣并提升硬件能力，以提供軟硬件的全棧解決方 案：1 軟件供應商一躍成為 Tier1 供應商。由于汽車軟件開發(fā)難度提升，傳統(tǒng)的汽車零部件供應商 研發(fā)能力難以滿足需求，此時車廠開始繞過傳統(tǒng)一級供應商

10、，直接與原有的二級供應商（芯 片、軟件算法等廠商）合作。在軟件定義汽車時代，軟件重要性不言而喻，整車廠為了掌握 主導權并降低高昂的研發(fā)成本，往往會選擇直接與具備較強的獨立算法研發(fā)能力的軟件供應 商合作，因此這些軟件供應商一躍成為了 Tier1 廠商。2 隨著智能汽車功能復雜度的不斷提升，單車軟件授權費價值有望持續(xù)提升。智能汽車軟件的 商業(yè)模式是“IP+解決方案+服務”的模式，Tier1 軟件供應商的收費模式包括：（1）一次性 研發(fā)費用投入，購買軟件包，比如 ADAS/AD 算法包；（2）單車的軟件授權費用 （License），Royalty 收費（按汽車出貨量和單價一定比例分成）；（3）一次性

11、研發(fā)費用和 單車 License 打包。若不考慮復雜度極高的自動駕駛軟件，目前單車軟件 IP 授權價值量大致 在 2-3 千元左右。未來隨著智能汽車功能以及操作系統(tǒng)的復雜度不斷提升，單車軟件授權費 價值有望持續(xù)攀升，這也為 Tier1 軟件供應商帶來了機遇。3 軟件供應商需要不斷豐富產品矩陣，并逐步提升硬件能力。隨著 OEM 主機廠自主權和軟件 自研能力的不斷加強，OEM 主機廠開始尋求與軟件供應商的直接合作。比如 OEM 廠商將首 先尋求將座艙 HMI 交互系統(tǒng)功能收回，UI/UX 設計工具、語音識別模塊、音效模塊、人臉識 別模塊等應用軟件則直接向軟件供應商購買軟件授權，從而繞過了傳統(tǒng) Ti

12、er1，實現(xiàn)自主開發(fā)。 對于軟件供應商來說，能提供越多的軟件 IP 產品組合，就可能獲取更高的單車價值。同時， 軟件供應商也正尋求進入傳統(tǒng) Tier1 把持的硬件設計、制造環(huán)節(jié)，比如域控制器、TBOX等， 以提供多樣化的解決方案。2.自動駕駛產業(yè)鏈硬件廠商有望受益2.1 車載攝像頭量價齊升，迎來向上加速拐點高階自動駕駛呼之欲出，單車攝像頭用量逐級提升。在自動駕駛系統(tǒng)中，車載攝像頭是實現(xiàn)眾多 預警、識別類功能的基礎，超過 80%的自動駕駛技術都會運用到攝像頭。目前 L2 級別攝像頭搭 載量在 5-8 顆，L3 級別能到 8 顆以上，蔚來 ET7、極氪 001、小鵬 P5、極狐 Hi 版車身攝像頭

13、搭 載量分別為 11、12、13、13 顆，且像素以 500-800 萬高像素為主，到 L4/L5 階段則有望達到 10 顆甚至 15 顆以上，相比 L1 級別 1 顆的用量，車載攝像頭搭載量將顯著提升，車載光學市場正迎 來加速放量階段。技術升級助推 CIS 單價提升，圖像傳感器廠商有望受益。車載攝像頭需要應對多路況環(huán)境等， 其 核心部件 CIS（CMOS Image Sensor）需要解決包括 HDR、LFM、低照等關鍵技術難題以匹配 車載攝像頭高像素、高性能、高穩(wěn)定性的趨勢，新工藝的升級將推升 CIS 的單位價值。CIS 約占 攝像頭總成本 50%，是解決包括 HDR、LFM、低照等關鍵技

14、術的核心部分。據(jù) EEWorld， 1- 2MP 汽車 CIS 單價為 3-8 美金，8MP 汽車 CIS 單價為 10 美金以上。隨著汽車單車攝像頭用量提 升及像素升級，我們測算 2020 年全球汽車 CIS 市場規(guī)模約 10 億美元，2025 年有望達到 50 億美 元，長期有望達到 100 億美元以上。國內 CIS 廠商如韋爾股份、思特威持續(xù)受益。車載光學起量帶動 ISP 持續(xù)增長。車載攝像頭用量的提升將助推圖像信號處理器 ISP (Image Signal Processor)市場空間的增長，ISP 主要作用是對前端圖像傳感器輸出的信號進行運算處理。 據(jù) Yole 預測，視覺處理芯片規(guī)

15、模有望從 2018 年的 95 億美元增長到 2024 年的 186 億美元，18- 24 年 CAGR 為 14%，其中 2018 年 ISP 占比約 37%。車載攝像頭起量帶動 ISP 市場增長也為國 內廠商提供了良好的發(fā)展機遇。國內 CMOS 傳感器廠商積極參與 ISP 的開發(fā)生產：1）思特威購 買深圳安芯微專利及技術人員，加速和輔助推動公司部分具備 ISP 二合一功能的圖像傳感器的開 發(fā)進度 2）韋爾股份子公司豪威科技提供多款內置 ISP 芯片的汽車 CIS 圖像傳感器之余，還提供 獨立的 ISP 芯片產品。芯片廠商正加速布局車用 ISP：1）國內專注安防領域富瀚微在 2018 年 8

16、 月宣布推出百萬像素以上的車規(guī)級 ISP 芯片 FH8310，且與國內著名車廠 BYD 合作并快速量產。 2）北京君正收購北京矽成后，車載 ISP 研發(fā)也在加速進行中。2.2 自動駕駛向高級別進階，激光雷達裝車小高潮來臨多傳感器融合大勢所趨，激光雷達必不可少。作為自動駕駛的傳感器之一，激光雷達以激光作為 載波，波長比毫米波更短，探測精度高、距離遠。不過受限于技術難度大、成本高，目前還未實 現(xiàn)大規(guī)模裝車。為了實現(xiàn)無人駕駛功能性與安全性的全面覆蓋，傳感器的融合與冗余將成為未來 的主旋律，激光雷達作為探測精度、分辨率更高的關鍵一環(huán)，伴隨其工藝的不斷成熟，成本的逐漸下探，其將在 L3 及以上車型實現(xiàn)規(guī)

17、模化裝車應用。另一方面隨著 RobotaxiRobotruck 的商業(yè) 化落地，未來該領域的車隊規(guī)模將加速擴大。沙利文研究預計，至2025年新落地車隊規(guī)模將突破 60 萬輛，給激光雷達的應用帶來廣闊下游空間，二者將共同驅動激光雷達市場迎來繁榮。沙利文 研究預計，至 25 年全球激光雷達市場規(guī)模為 135 億美元，19-25E CAGR 65%；其中無人駕駛和 ADAS 領域市場規(guī)模將分別增至 35/46 億美元，19-25E CAGR 為 81%/84%，將占激光雷達總規(guī) 模的約 6 成。2.3 智能座艙芯片算力需求上升， 車載觸控顯示空間廣闊智能座艙算力需求快速上升，國內廠商享本土化優(yōu)勢。智能座艙是人車交互入口，顯示屏數(shù)量的 增加以及軟件應用等配套將帶動座艙數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長。據(jù) IHS Markit，24年智