中國域控制器產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展機遇及行業(yè)未來發(fā)展趨勢分析

中國域控制器產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展機遇及行業(yè)未來發(fā)展趨勢分析

一、域控制器產(chǎn)業(yè)鏈機遇

域控制器（DCU，DomainControlUnit）的概念最早是由以博世、大陸為首的Tier1提出，它的出現(xiàn)是為了解決信息安全，以及ECU瓶頸的問題。域控制器因為有強大的硬件計算能力與豐富的軟件接口支持，使得更多核心功能模塊集中于域控制器內(nèi)，系統(tǒng)功能集成度大大提高，這樣對于功能的感知與執(zhí)行的硬件要求降低。加之?dāng)?shù)據(jù)交互的接口標(biāo)準(zhǔn)化，會讓這些零部件變成標(biāo)準(zhǔn)零件，從而降低這部分零部件開發(fā)/制造成本。也就是說，外圍零件只關(guān)注本身基本功能，而中央域控制器關(guān)注系統(tǒng)級功能實現(xiàn)。

由于要完成大量運算，域控制器一般都要配備一個運算力強大的核心處理器，能夠提供對智能座艙和不同級別自動駕駛算力的支持，業(yè)內(nèi)有NVIDIA、英飛凌、瑞薩、TI、NXP、Mobileye等多個方案。利用處理能力強大的多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域，以取代以前的分布式汽車電子電氣架構(gòu)（EEA）。

隨著汽車E/E架構(gòu)的演變進(jìn)化，主機廠和汽車電子供應(yīng)商的供應(yīng)關(guān)系正發(fā)生深刻變革。由于汽車電子硬件走向集中化的趨勢，汽車電子供應(yīng)商數(shù)量將減少，同時域控制器供應(yīng)商將更加重要。

縱觀整個域控制器產(chǎn)業(yè)，近兩年中國企業(yè)的崛起是一大特色，譬如德賽西威、百度、東軟、海高汽車、布谷鳥、環(huán)宇智行、知行科技等。目前這些國內(nèi)域控制器研發(fā)企業(yè)的客戶主要是新興造車企業(yè)和非一線傳統(tǒng)車企。

從生產(chǎn)流程來看，汽車電子控制器產(chǎn)業(yè)鏈主要經(jīng)歷了：晶圓生產(chǎn)、（芯片）封裝測試及系統(tǒng)應(yīng)用（MCU及各類控制器等）。上游核心產(chǎn)品芯片，決定了域控制器的核心計算能力，芯片設(shè)計層面主要由海外壟斷，晶圓代工和封裝測試層面大部分國產(chǎn)化半導(dǎo)體龍頭企業(yè)具備實力；中游核心產(chǎn)品MCU（海外為主），PCB板（國產(chǎn)化率較高）、無源器件（一定程度國產(chǎn)化）；下游控制器總成廠商主要是全球零部件巨頭企業(yè)領(lǐng)先，近年來國內(nèi)部分上市公司和初創(chuàng)企業(yè)逐漸實現(xiàn)了產(chǎn)品研發(fā)和訂單斬獲。

域控制器硬件拆解

域控制器（DCU）的底層硬件仍然是汽車電子控制單元（即ECU），只是相較于ECU而言，DCU的處理器算力更強、接口數(shù)目更多，軟件方法更新。但DCU和ECU外觀相似，硬件結(jié)構(gòu)基本一致。

ECU和DCU硬件結(jié)構(gòu)大同小異。如果拆解ECU和DCU后會發(fā)現(xiàn)，二者都是由印刷電路板、密封性金屬外殼、支架、散熱組件（風(fēng)冷或水冷）等構(gòu)成。大部分ECU電路結(jié)構(gòu)大同小異，控制功能的變化主要依賴于軟件及輸入輸出模塊的變化，隨控制系統(tǒng)完成任務(wù)的不同而存在差異。

汽車電子控制系統(tǒng)主要包括傳感器-ECU-執(zhí)行器。汽車電子控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，硬件有電子控制單元（ECU）及其接口、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、顯示機構(gòu)等；軟件存儲在ECU中支配電子控制系統(tǒng)完成實時測控功能。

汽車電子控制系統(tǒng)工作原理：輸入-轉(zhuǎn)換-處理-輸出。

在輸入處理電路中，ECU的輸入信號主要有三種形式，模擬信號、數(shù)字信號(包括開關(guān)信號)、脈沖信號。模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給微處理器?？刂葡到y(tǒng)要求模數(shù)信號轉(zhuǎn)換具有較高的分辨率和精度(>10位)。為了保證測控系統(tǒng)的實時性，采樣間隔一般要求小于4ms。數(shù)字信號需要通過電平轉(zhuǎn)換，得到計算機接受的信號。對超過電源電壓、電壓在正負(fù)之間變化、帶有較高的振蕩或噪聲、帶有波動電壓等輸入信號，輸入電路也對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。

在微處理器中，首先完成傳感器信號的A/D轉(zhuǎn)換、周期脈沖信號測量和其它有關(guān)汽車行駛狀態(tài)信號的輸入處理，然后計算并控制所需的輸出值，按要求適時地向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送控制信號。過去微處理器多數(shù)是8位和l6位的，也有少數(shù)采用32位的。現(xiàn)在多用16位和32位機。

在輸出電路中，微處理器輸出的信號往往用作控制電磁閥、指示燈、步進(jìn)電機等執(zhí)行件。微處理器輸出信號功率小，使用+5v的電壓，汽車上執(zhí)行機構(gòu)的電源大多數(shù)是蓄電池，需要將微處理器的控制信號通過輸出處理電路處理后再驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。在電源電路中，傳統(tǒng)車的ECU一般帶有電池和內(nèi)置電源電路，以保證微處理器及其接口電路工作在+5v的電壓下。即使在發(fā)動機啟動工況等使汽車蓄電池電壓有較大波動時，也能提供+5v的穩(wěn)定電壓，從而保證系統(tǒng)的正常工作，而電動汽車一般由蓄電池供電。

ECU就是由MCU和外圍電路組成。ECU作為汽車電子控制系統(tǒng)的核心部分，是嵌入式系統(tǒng)裝置，一般由中央處理機（CPU），存儲器（擴展內(nèi)存），擴展IO口，CAN/LIN總線收發(fā)控制器，A/DD/A轉(zhuǎn)換口（有時集成在CPU中），PWM脈寬調(diào)制，PID控制，電壓控制，看門狗，散熱片，和其他一些電子元器件組成，特定功能的ECU還帶有諸如紅外線收發(fā)器、傳感器、DSP數(shù)字信號處理器，脈沖發(fā)生器，脈沖分配器，電機驅(qū)動單元，放大單元，強弱電隔離等元器件。

整塊電路板設(shè)計安裝與一個鋁質(zhì)盒內(nèi)，通過卡扣或者螺釘方便安裝于車身鈑金上。ECU一般采用通用且功能集成，開發(fā)容易的CPU；軟件一般用C語言來編寫，并且提供了豐富的驅(qū)動程序庫和函數(shù)庫，有編程器，仿真器，仿真軟件，還有用于calibration的軟件。

簡單來說，ECU就是由微控制器（MCU）和外圍電路組成。微控制器-MCU（MicroControllerUnit），又稱單片機（單片微型計算機），就是在一塊芯片上集成了中央處理機（CPU），存儲器（ROM）和輸入／輸出接口的單元。ECU的主要部分是MCU，而核心部件是CPU。

二、域控制器產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?/p>

1）硬件部分，汽車電子控制器硬件的核心在于微控制器（MCU）。MCU=CPU+存儲+接口單元，CPU即芯片的一種類別。

從生產(chǎn)流程來看，汽車電子控制器產(chǎn)業(yè)鏈主要經(jīng)歷了：晶圓生產(chǎn)、（芯片）封裝測試及系統(tǒng)應(yīng)用（MCU及各類控制器等）。晶圓的原始材料是硅，通過純化、融解、注入籽晶、拉出成單晶硅晶棒、硅晶棒再經(jīng)過切段，滾磨，切片，倒角，拋光，激光刻，包裝后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，即晶圓，也就是芯片制作的原料；芯片廠收到晶圓后，通過使用化學(xué)、電路光刻制版技術(shù)，將晶體管蝕刻到硅晶圓之上，蝕刻完成后將單個的芯片一塊塊地從晶圓上切割下來，并進(jìn)行封裝測試，這一步芯片制作完成；將發(fā)去下游的控制器制造廠SMT產(chǎn)線上，進(jìn)行PCBA（印刷電路板）。將需要的各種芯片貼裝到電路板上，最后進(jìn)行Housing（外殼組裝）

結(jié)來看，汽車電子控制器（DCU/ECU等）產(chǎn)業(yè)鏈上游在于芯片制造（芯片設(shè)計-晶圓生產(chǎn)-封裝測試），中游為智能控制器設(shè)計制造（SMT貼片，整合無源器件和PCB板），下游是汽車電子終端產(chǎn)品（嵌入式代碼）。產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)從上至下包括芯片設(shè)計方、晶圓制造方、外包封測企業(yè)、垂直整合芯片制造商、無源器件、電路板（PCB板）、MCU廠商、域控制器廠商。

上游芯片端——域控制器上游的芯片直接反映了技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品性能，國內(nèi)在晶圓代工和封裝測試方面都有一定的積累，但在芯片設(shè)計方面尚較為空白，而這正是國內(nèi)外汽車控制器差距所在。

游MCU（微型控制器）端——域控制器中游環(huán)節(jié)主要是微控制單元（MCU），又稱單片微型計算機或單片機，是把CPU（中央處理器）的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。MCU可以視為一個小型的控制器，大多數(shù)ECU會基于多個MCU、PCB板進(jìn)行更為復(fù)雜的控制功能設(shè)計。

中游PCB端——PCB（印刷電路板）是汽車控制器內(nèi)部元器件電氣連接的載體，主要材料是覆銅板，當(dāng)前國產(chǎn)化率較高，中國PCB廠商在全球占據(jù)重要地位。

《2020-2026年中國集成電路制造行業(yè)競爭現(xiàn)狀及投資發(fā)展研究報告》顯示：車用PCB板是PCB行業(yè)的重要應(yīng)用，2017年中國PCB市場下游應(yīng)用最多的三個領(lǐng)域分別是通信電子、汽車電子、消費電子，分別占據(jù)了35%、16%和15%的應(yīng)用比例。汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化將加速汽車電子化的進(jìn)程。預(yù)測2018至2023年汽車智能化中最重要的ADAS年均成長率為17%。2017年全球汽車電子產(chǎn)值約1950億美元，每車的汽車電子價值占比預(yù)計為30%，到2030年每車的汽車電子價值占比預(yù)計增加到50%，汽車電子化程度的不斷加深將增加更多的高散熱、高多層、高密度PCB的需求。

國內(nèi)PCB核心廠商中，汽車業(yè)務(wù)比例較高的主要有依頓電子、滬電股份、景旺電子、世運電路和崇達(dá)技術(shù)，車用PCB業(yè)務(wù)比例分別達(dá)到了39%、36%、23%、23%和12%。

下游客戶包括了法雷奧、德爾福、博世、大陸、小糸等國際主流TIER1和特斯拉等國際整車企業(yè)。

盈利能力來看，景旺電子、依頓電子和崇達(dá)技術(shù)三家PCB企業(yè)相對較為領(lǐng)先，整體毛利率均在30%以上，整體凈利率均在15%以上。

中游無源器件端——無源器件分為RCL和射頻元器件兩大類，其中RCL約占無源器件的90%，在RCL中，電容、電阻和電感是三種主要類型。電容的主要功能是旁路、去耦、濾波和儲能，產(chǎn)值約占無源器件整體的66%；電感的主要功能是濾波、穩(wěn)流和抗電磁干擾，產(chǎn)值占比約14%；電阻的主要功能是分壓、分流、濾波和阻抗匹配，產(chǎn)值占比約9%。

電容器（capacitor）主要包括陶瓷電容、鋁電解、鉭電解、薄膜電容等，其中陶瓷電容可以做到更小的體積、更大的電壓范圍，更低廉的價格，在整個電容器領(lǐng)域占比約50%，陶瓷電容器中又以MLCC（片式多層陶瓷電容器）為主導(dǎo)（占比超90%）。MLCC按出貨量排名，全球MLCC廠商包括日本村田制作所、韓國三星電機、中國臺灣國巨、日本太陽誘電、TDK等；而在中國大陸，MLCC廠商主要有風(fēng)華高科、火炬電子、三環(huán)集團(tuán)、宇陽及鴻遠(yuǎn)電子等。

下游域控制器總成端——域控制器總成的領(lǐng)先企業(yè)主要包括博世、電裝、大陸、TTTech、Aptiv、偉世通等國際TIER1巨頭，其中奧地利企業(yè)TTTech的自動駕駛域控制器和奧迪A8和上汽進(jìn)行深度合作，偉世通的座艙域控制器已經(jīng)在吉利、奔馳等車企進(jìn)行裝配量產(chǎn)；國內(nèi)以德賽西威為代表的零部件企業(yè)在座艙域和自動駕駛域方面近年來也和部分造車新勢力企業(yè)（車和家、小鵬汽車等）建立了配套關(guān)系，其余的域控制器布局企業(yè)還有華為、東軟睿馳、合眾汽車、布谷鳥、百度、環(huán)宇智行、知行科技、海高汽車、領(lǐng)目科技等等。

在自動駕駛域控制器領(lǐng)域，預(yù)計未來Tier1與整車廠之間將采取兩種合作方式。其一，Tier1負(fù)責(zé)中間層以及硬件生產(chǎn)，整車廠負(fù)責(zé)自動駕駛軟件部分。Tier1的優(yōu)勢在于以合理的成本將產(chǎn)品生產(chǎn)出來并且加速產(chǎn)品落地，因此整車廠和Tier1進(jìn)行合作生產(chǎn)方式是必然，前者負(fù)責(zé)自動駕駛軟件部分，后者負(fù)責(zé)硬件生產(chǎn)、中間層以及芯片方案整合，比如德賽西威IPU03S。

其二，Tier1自己與芯片商合作，做方案整合后研發(fā)中央域控制器并向整車廠銷售，例如大陸ADCU、采埃孚ProAI、麥格納MAX4

（2）軟件部分，軟件算法是汽車電子控制器的另外一個核心。汽車軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大部分。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和一系列實用程序，一般由處理器芯片廠家提供。

應(yīng)用軟件包括：數(shù)據(jù)采集與過程監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制算法模塊、執(zhí)行機構(gòu)控制模塊、故障自我診斷模塊。

隨著汽車智能化的不斷提高，軟件系統(tǒng)越來越復(fù)雜，整個汽車軟件代碼行數(shù)在1000萬以上，軟件價值占比不斷上升，開發(fā)成本占汽車電子系統(tǒng)總成本的一半以上，重要性凸顯。

域控制器帶來的硬件升級和附加軟件機遇

汽車電子控制器產(chǎn)業(yè)鏈，從硬件上來看，決定各類控制器功能的核心在于芯片端，域控制器相較于普通ECU而言，在硬件層面：域控制器芯片端發(fā)生了1）從原有的16Bit單核處理器升級到多核處理器；2）算力從低到高升級；3）芯片功能從標(biāo)準(zhǔn)到定制芯片（簡單到復(fù)雜功能）升級。此外還有更多的（傳感器）輸入接口，更為合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計、散熱與電磁兼容性（EMC）設(shè)計。

1）芯片從單核升級到多核處理器

十年前，大多數(shù)汽車電子控制單元一般為16Bit單核處理器，一輛汽車上平均MCU個數(shù)不足10個，而現(xiàn)在一輛車的MCU超過了100個，高端汽車的MCU甚至達(dá)到了300個。MCU數(shù)量迅速增長下，會帶來很多問題。智能汽車ADAS功能越來越復(fù)雜，ECU性能面臨瓶頸。

域控制器要想利用其強大的運算處理能力為龐大的汽車軟件集中運算提供幫助，就需要用到復(fù)雜的多核電控單元。對ECU框架進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)汽車電子部件功能將整車劃分為動力總成，車輛安全，車身電子，智能座艙和智能駕駛等幾個域，利用處理能力更強的多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域，以取代目前的分布式汽車電子電氣架構(gòu)（EEA）。

2）芯片算力從低到高升級

隨著汽車智能化的發(fā)展，座艙域和智能駕駛域?qū)ζ囂幚砥餍阅艿囊笤絹碓礁?。根?jù)地平線的數(shù)據(jù)，自動駕駛等級每提高一級，算力就增加一個數(shù)量級；L2級別需要2個TOPS的算力，L3需要24個TOPS的算力，L4為320TOPS，L5為4000+TOPS。

3）芯片功能從標(biāo)準(zhǔn)到定制化升級

汽車計算芯片主要包括三種典型產(chǎn)品：ASSP（專用應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，比如CPU、GPU）、ASIC（專用芯片）和FPGA。當(dāng)前主流的域控制器處于多核CPU/GPU芯片階段，隨著人工智能計算的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的CPU、GPU已經(jīng)開始難以滿足越來越多新的需求，在能效上也處于劣勢。而半定制的FPGA和定制型的ASIC將迎來高速的發(fā)展。

第一階段：從以CPU（通用計算）為核心的ECU轉(zhuǎn)變?yōu)橐訥PU（高性能計算）為核心的智能輔助駕駛芯片。

汽車電子發(fā)展的初期階段，ECU主要是用于控制發(fā)動機工作，為保證傳感器ECU-控制器回路的穩(wěn)定性，采用ECU與傳感器對應(yīng)的分布式架構(gòu)。后來隨著車輛的電子化程度逐漸提高，ECU占領(lǐng)了整個汽車，從防抱死制動系統(tǒng)、4輪驅(qū)動系統(tǒng)電控自動變速器、主動懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)，到現(xiàn)在逐漸延伸到了車身各類安全、網(wǎng)絡(luò)、娛樂、傳感控制系統(tǒng)等。

隨著汽車電子化的發(fā)展，車載傳感器數(shù)量越來越多，傳感器與ECU一一對應(yīng)使得車輛整體性下降，線路復(fù)雜性也急劇增加，此時DCU（域控制器）和MDC（多域控制器）等更強大的中心化架構(gòu)逐步替代了分布式架構(gòu)。將整車劃分為動力總成，車輛安全，車身電子，智能座艙和智能駕駛等幾個域，利用多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域。

GPU和CPU最大的區(qū)別是設(shè)計結(jié)構(gòu)及不同結(jié)構(gòu)形成的不同功能。CPU的邏輯控制功能強，可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運算，并且延時低，可以高效處理復(fù)雜的運算任務(wù)。而GPU邏輯控制和緩存較少，使得每單個運算單元執(zhí)行的邏輯運算復(fù)雜程度有限，但并列大量的計算單元，可以同時進(jìn)行大量較簡單的運算任務(wù)。此外，CPU的核心數(shù)量只有幾個（不超過兩位數(shù)），每個核都有足夠大的緩存和足夠多的數(shù)字和邏輯運算單元，并輔助很多復(fù)雜的計算分支。而GPU的運算核心數(shù)量則可以多達(dá)上百個（流處理器），每個核擁有的緩存大小相對小，數(shù)字邏輯運算單元也少而簡單。

第二階段：從ASSP（專用應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，CPU/GPU）到FPGA（半定制）、ASIC（定制化）。

摩爾定律使AI芯片性能增加速度越來越飽和，起作用的過程也正在放緩。用于通用計算的CPU和用于高性能計算的GPU在AI計算能效上也開始處于劣勢，下一代計算越來越需要異構(gòu)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的CPU、GPU已經(jīng)開始難以滿足越來越多的新的需求，半定制的FPGA和定制型的ASIC被各大AI公司青睞。其中ASIC具備體積小、功耗低、計算性能高、計算效率高等優(yōu)勢，大公司如谷歌、阿里也在出芯片，眾多創(chuàng)業(yè)公司都在做各種各樣的ASIC，希望在特定的定制領(lǐng)域提供一些場景和應(yīng)用。但由于ASIC在很多領(lǐng)域都還沒有標(biāo)準(zhǔn)的算法，需要針對特定算法進(jìn)行設(shè)計，不僅不能修改，而且生產(chǎn)周期長達(dá)一至兩年（18-24個月）。故在全定制的自動駕駛芯片成熟之前，半定制的FPGA是較佳選擇。

FPGA的核心優(yōu)點在于可編程靈活性高、開發(fā)周期短，F(xiàn)PGA可隨意定制內(nèi)部邏輯的陣列，并且可以在用戶現(xiàn)場進(jìn)行即時編程，以修改內(nèi)部的硬件邏輯，從而實現(xiàn)任意邏輯功能。形象點來說，傳統(tǒng)的ASIC等于一張出廠時就寫有數(shù)據(jù)且不可擦除的CD，用戶只需要放到CD播放器就可以看到起數(shù)據(jù)或聽到音樂;而FPGA是一張出廠時的空白的CD，需要用戶自己使用刻錄機燒寫數(shù)據(jù)內(nèi)容到盤里，并且還可以擦除上面的數(shù)據(jù)，反復(fù)刻錄。

在軟件層面：域控制器1）形成了多核異構(gòu)集成平臺；2）感知層面融合算法和交叉驗證；3）支持更靈活高速的通信網(wǎng)絡(luò)（CAN疊加以太網(wǎng)）；4）新建高級網(wǎng)關(guān)；5）Autosar架構(gòu)；6）安全機制要求更高（ASILD級別）；7）支持OTA升級。

1）各軟件組件的集成平臺：基于復(fù)雜接口、更高算力和多核處理器芯片，域控制器建立了一個集成平臺，兼AI感知、融合、決策控制一體化平臺型架構(gòu)，靈活支持客戶定制化的系統(tǒng)配置、傳感器組合、通訊接口與協(xié)議等

2）多傳感器融合算法：感知層面采用多冗余與交叉驗證機制，保證目標(biāo)檢出可信度；決策層面采用先進(jìn)狀態(tài)估計與判斷算法，準(zhǔn)確判斷動態(tài)場景，在邊緣處理器側(cè)即可實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)層面的高效融合與處理。

3）車內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)關(guān)升級：當(dāng)前CAN，LIN代表著傳統(tǒng)汽車車內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)，但CAN最大1MB/s的帶寬以及非確定性的Message傳輸時間，在高算力和高度融合的域控制器階段有所不足，未來更高速、更開放的以太網(wǎng)有望取代CAN成為骨干網(wǎng)絡(luò)，和CAN等傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)在較長的一段時間內(nèi)共存。也就是說，①在車身控制域內(nèi)部，各部件通過CAN、LIN溝通實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享（類似于傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）；②在娛樂子網(wǎng)中，娛樂域控制器與其子部件的通信將通過以太網(wǎng)實現(xiàn)；③當(dāng)一個域需要與其他域交換信息時則經(jīng)由網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)路由實現(xiàn)。

4）AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)軟件架構(gòu)：AUTOSAR是全球各大汽車整車廠、汽車零部件供應(yīng)商、汽車電子軟件系統(tǒng)公司聯(lián)合擬定的一個符合汽車電子軟件開發(fā)的、開放的以及標(biāo)準(zhǔn)化的軟件架構(gòu)。該架構(gòu)旨在改善汽車電子系統(tǒng)軟件的更新與交換，同時更方便有效地管理日趨復(fù)雜的汽車電子軟件系統(tǒng)。AUTOSAR規(guī)范的運用使得不同結(jié)構(gòu)的電子控制單元的接口特征標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)用軟件具備更好的可擴展性以及可移植性，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)有軟件的重用，大大降低了重復(fù)性工作，縮短開發(fā)周期。

5）系統(tǒng)安全升級：ISO26262是汽車電氣／電子系統(tǒng)相關(guān)的“功能安全”國際標(biāo)準(zhǔn)，于2011年11月正式發(fā)布第一版本，于2018年12月發(fā)布修訂后的第二版。

ISO26262采用車輛安全完整性等級（ASIL）來判斷系統(tǒng)的功能安全程度，ASIL由ASILA（最低）、ASILB、ASILC及ASILD（最高）四個等級組成，ASIL等級越高表示系統(tǒng)的功能安全評估越嚴(yán)格,相應(yīng)的表示系統(tǒng)正確執(zhí)行安全功能，或者說的避免該功能出錯的概率越高，即系統(tǒng)的安全可靠性越高。域控制器作為范圍內(nèi)核心計算平臺，牽一發(fā)而制全身，功能安全要求更高，功能安全目標(biāo)多數(shù)在ASILD等級（最高安全等級）。

6）更為高效的OTA升級：模塊越少、系統(tǒng)越統(tǒng)一越容易實現(xiàn)整車OTA，域控制器更為集中的EEA架構(gòu)將車內(nèi)各個分散的ECU部件的控制功能集成在一個DCU中，僅對DCU進(jìn)行控制功能進(jìn)行更新升級完成OTA，同時規(guī)避了各ECU的不同傳輸協(xié)議和兼容性風(fēng)險，減少了每個ECU進(jìn)行安全性確認(rèn)防篡改的工作量。

特斯拉作為車輛OTA升級的鼻祖，一定程度上就是得益于其DCU組件的電子電氣架構(gòu)。

三、域控制器的未來發(fā)展

隨著車載傳感器數(shù)量越來越多，傳感器與ECU一一對應(yīng)使得車輛整體性能下降，線路復(fù)雜性也急劇增加，DCU（域控制器）和MDC（多域控制器）等更強大的中心化架構(gòu)將逐步替代了分布式架構(gòu)。

在域控制器發(fā)展趨勢上，Vector將汽車電子電氣架構(gòu)發(fā)展分為三個階段：以控制器為中心的階段、域控制器階段、中央計算機階段。最終，智能汽車將將成為一部移動的超級計算機兼數(shù)據(jù)中心，并將誕生新的Wintel。未來高級自動駕駛汽車時代的核心技術(shù)將是計算平臺、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，同時，多媒體多域控制器則有可能和中央域控制器合二為一。

從汽車發(fā)展歷史上看，汽車電子已經(jīng)成為汽車控制系統(tǒng)中最為重要的支撐基礎(chǔ)。2016年汽車電子市場規(guī)模2716億元，2018年汽車電子市場規(guī)模超6000億元。隨著新能源車、無人駕駛、車載信息系統(tǒng)技術(shù)日漸成熟，未來汽車產(chǎn)業(yè)將沿著智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及深度電子化方向發(fā)展。當(dāng)前汽車電子已經(jīng)進(jìn)入新一輪技術(shù)革新周期，汽車電子滲透率及單車價值量都將會得到大幅提升，預(yù)計2020年中國汽車電子市場規(guī)模有望逼近9000億元。

域控制器是車輛OTA升級的基石OTA技術(shù)從PC/手機延伸到汽車。OTA英文全稱Over-the-AirTechnology，亦即“空中傳輸技術(shù)”或“遠(yuǎn)程升級”，是指通過服務(wù)器、移動通信網(wǎng)絡(luò)和終端等的網(wǎng)絡(luò)連接，最終實現(xiàn)終端內(nèi)存儲數(shù)據(jù)的更新，進(jìn)而改善終端的功能和服務(wù)的技術(shù)。

OTA技術(shù)最早應(yīng)用在PC機上，后來廣泛應(yīng)用在移動手機行業(yè)，與PC、移動手機在短短二三十年廣泛應(yīng)用OTA技術(shù)不同，汽車行業(yè)由于其復(fù)雜的分布式電子電氣架構(gòu)（ECU）及安全考量的原因，并沒有很快接受這項新技術(shù)，近幾年隨著電子電氣架構(gòu)的升級（DCU）才逐漸在汽車行業(yè)里普及。

當(dāng)前汽車OTA又分為SOTA和FOTA兩種升級方式。早期的汽車OTA自TBOX開始，通過內(nèi)置SIM卡的TBOX為車主用戶提供如道路救援、車廠客服、110緊急通話、遠(yuǎn)程車況查詢、遠(yuǎn)程控制車門、車窗和空調(diào)開關(guān)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。隨后一些車企開始針對IVI（車載信息娛樂系統(tǒng)）如導(dǎo)航地圖、音樂等升級進(jìn)行OTA升級。這都是汽車OTA的早期應(yīng)用，針對應(yīng)用程序等軟件的升級。發(fā)展到現(xiàn)階段，汽車OTA已經(jīng)不僅僅滿足于軟件升級，固件升級成為汽車OTA升級的一大趨勢。

SOTA（SoftwareOTA)又稱軟件升級，是指那些離用戶更近的應(yīng)用程序（App）、車載地圖、人機交互界面等功能。

FOTA（FirmwareOTA）又稱固件更新，用戶可以通過特定的刷新程序進(jìn)行FOTA升級，影響的是動力系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等。FOTA可以深層次改變汽車控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)及性能表現(xiàn)，甚至還能通過預(yù)留的硬件，通過后期的OTA開放一些新功能。

特斯拉依靠其集中式電子電氣結(jié)構(gòu)率先實現(xiàn)整車OTA升級。特斯拉是整車OTA升級的開創(chuàng)企業(yè)，它不僅可以通過OTA將軟件升級發(fā)送到車輛內(nèi)的車載通訊（telematics）單元，更新車載信息娛樂系統(tǒng)內(nèi)的地圖和應(yīng)用程序以及其他軟件，還可以直接將軟件增補程序傳送至有關(guān)的電子控制單元（ECU），以實現(xiàn)安全、可靠的固件功能升級。具體思