2025年计算机行业“智能驾驶”系列专题报告:域控制器研究框架
- 来源:国海证券
- 发布时间:2025/06/26
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计算机行业“智能驾驶”系列专题报告:域控制器研究框架。自动驾驶时代临近,域控制器核心地位确立传统的汽车控制系统通常为分布式,每个功能模块都有独立的ECU控制,但分布式架构面临系统复杂度高、开发成本高、故障排除困难等,为了解决以上问题,汽车制造商将多个功能模块集中到一个控制器中,域控由此诞生。域控可以实现多个功能模块之间的数据共享和系统控制,提高系统集成度和性能,域控同时也支持多个应用程序运行,丰富汽车的服务和功能性;随着整车功能在域融合层面不断推进,当前形成智驾/座舱/车身三大主流的域控制器。从架构上,域控制器主要由硬件处理器、系统软件、算法、应用软件组成,产业链涵盖上...
一、自动驾驶时代临近,域控制器核心地位确立
域控制器:汽车架构由分布式向集中式演进下的必然选择
域控制器诞生背景:传统的汽车控制系统通常为分布式,每个 功能模块(如发动机控制、制动控制、空调控制等)都有一个独 立的ECU控制,但分布式架构面临系统复杂度高、开发成本高、 故障排除困难等,同时随着越来越多功能模块需要在车辆中进行 集成,所需ECU数量也越来越多,系统复杂度和开发成本进一步 提升。
域控制器:为了解决以上问题,汽车制造商将多个功能模块集 中到一个控制器中,域控由此诞生。域控可以实现多个功能模块 之间的数据共享和系统控制,提高系统集成度和性能,域控同时 也支持多个应用程序运行,丰富汽车的服务和功能性。
域控制器:当前主流按整车架构分为智驾/座舱/车身域控
博世经典五域架构:在博世经典的五域 架构中,整车被划分为动力域、底盘域、 座舱域、自动驾驶域和车身域,完全集 成了所有控制功能。在博世域集中式架 构中,引入了DCU(域控制器)的概 念,每个域配置一个DCU,每个DCU 管理多个ECU。 三大功能域架构:跨域融合阶段,整车 功能在域的层面进一步集成,具有相似 性的多个域实现功能融合,因为底盘、 动力、车身域具备相似性,这三个域则 合并为整车控制域,与座舱域、智能驾 驶域并列为智能汽车的整车架构。
域控制器:架构可拆分为硬件+系统软件+算法+应用软件
域控制器产业链:上游主要包含硬件和软件两部分,主控芯片为其核心硬件,多采用异构多核SoC芯片,其次还涉及PCB、射频器件、无频器件等硬件设备;软件包括虚拟机、系统内核等底层系统软件层,功能软件、SOA等中间层;中游则为域控总成厂商,主要分为第三方供应商及OEM两类;下游则为主机应用厂商等。
域控制器:多方合作开发为主流商业模式
商业模式分类:当前域控制器开发模式可分为5大模式:主机厂委托代工域控制器、Tier1供应商为主机厂提供域控制器、Tier1.5与Tier1/0.5合作提供域控制、Tier0.5提供域控制器、系统集成商委托ODM/OEM代工域控制器。
主流商业模式为Tier1采用白盒或灰盒的交付模式,主机厂掌控应用层开发权限,芯片商提供芯片、开发软件栈和原型设计包,Tier1提供域控制器硬件生产、中间层以及芯片方案整合。
二、智能驾驶&智能座舱域控制器迎装机加速期
智能驾驶域控制器:智能驾驶决策核心,渗透率有望加速提升
智能驾驶域控制器承担了自动驾驶所需要的数据处理运算力,包括但不限于毫米波雷达、摄像头、激光雷达、GPS、惯导等设备的数据处理,也承担了自动驾驶底层核心数据、联网数据的安全。
ADAS(高级驾驶辅助系统):利用安装于车上的各类传感器,收集车内外的环境数据,进行动态、静态物体的探测、识别、跟踪等技术上的处理,实现信息获取,从而为驾驶员提供安全预警、制动或者转向辅助等主动安全技术。ADAS主要集中在L2及以下,而AD(自动驾驶)多搭载于L3及以上。ADAS功能可以区分为2个大类30个小项。以现代汽车为例,两大类包括驾驶安全和驾驶便利。驾驶安全包括FCW(前方碰撞警告)和FCA(前方防止碰撞辅助)等,驾驶便利包括SCC(智能巡航控制)及NSCC(基于导航的智能巡航系统)等。
2022年全球智能驾驶域控制器市场规模为165亿元,预计2030年达到2369亿元。据Frost&Sullivan数据,全球自动驾驶域控制器的市场规模由2019年的5亿元增长至2022年的165亿元,复合年化增长率为211.2%,预计2026年将达到1154亿元人民币,复合年化增长率为62.6%。随着市场扩张,乘用车自动驾驶域控制器的渗透率由2019年的0.1%上升至2026年及2030年的23.8%及62.7%。
2022年中国域控制器市场规模达98亿元,预计2030年上升至1240亿元。2019年至2022年中国的自动驾驶域控制器市场规模由1亿元增长至98亿元,复合年化增长率为341.0%,其中33亿元来自第三方自动驾驶域控制器供应商。预计2026年市场规模将达到645亿元,复合年化增长率为60.1%。同时,中国的乘用车自动驾驶域控制器渗透率于2023年达到4.5%,预计于2026年及2030年将分别增长至35.0%及72.8%达到645亿元,复合年化增长率为60.1%。
座舱域控制器:智能座舱迎来装机放量阶段
智能座舱是基于座舱内饰和座舱电子领域创新与联动,从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)系统。如同手机上的物理按键被屏幕触控、语音交互等交互式系统所取代,汽车座舱正在经历从机械仪表盘+简单娱乐系统向智能移动座舱的演变。
座舱在汽车销售领域的重要性显著提升。随着汽车电动化的发展,发动机/变速箱等已经不是汽车产业核心壁垒,不同汽车在提速、操控等方面的表现差异化程度逐步下降。人们购车方式、购车地点发生较大变化,越来越多的汽车展示厅开在了商场,消费者更多的是坐进座舱去体验一辆汽车。因此座舱的智能化在人们购车选择方面的重要性显著提升,座舱追求的不再是安全和舒适的基本功能,也在向情感方面的需求升级,从安全出行、高效出行到愉悦的出行。
三、域控硬件架构:高性能SoC地位稳固
域控制器硬件架构:涵盖通讯、计算、存储单元,SoC占据核心地位
域控制器硬件架构:包括低俗通讯单元,通讯方式有CANFD、LIN、DSI3等方式与毫米波雷达/超声波雷达等信息交互;高速通讯单元通过LVDS等方式与摄像头、显示器等进行信息交互,通过Ethernet与高精地图ECU、激光雷达等信息交互计算单元包括SoC、MCU等芯片进行计算处理;存储单元包括DDR、UFS、EMMC等进行过程/标定/配置数据存储。
计算单元架构:计算单元采用异构单元设计,一般由SoC和MCU构成。SoC和MCU根据应用的功能和性能要求,可以增加多个SoC、多个MCU形成分布式计算硬件架构。多个SoC、MCU的计算单元中,SoC和MCU可以同构或者异构。各个芯片系统主要通过总线和网络进行连接,实现数据交互。例如为满足更高算力需求,采用2个同型号SoC分布式计算单元,实现算力翻倍。
座舱芯片:一芯多功能是未来趋势,高通在国内市场份额领先
“一芯多功能”是主机厂座舱产品形态的未来趋势:传统的座舱解决方案通常为“一芯一功能”,即中控、仪表、音频娱乐等系统相互独立,单一芯片驱动单一系统。随着座舱域集成更多功能和屏幕数量增加,不同系统之间连接和协调测试的复杂度提升,线束用量也大幅增长。“一芯多功能”的集成式解决方案可解决多芯片通信造成的延迟和性能问题,便于调试,可降低硬件方案成本。
座舱域控制器芯片通常为“SoC + MCU”架构。其中MCU用于与其他系统的信息交互、SoC电源管理和状态监控以及提供基本的显示功能等,运行AUTOSAR系统。SoC通过隔离技术运行两类操作系统,对实时性和安全性要求比较高的安全域模块跑在QNX或者Linux系统上,对生态要求比较高的娱乐域模块跑在Android系统上。
智驾芯片:一体化+大算力+先进制程推动智驾芯片进入新周期
市场竞争多元化,英伟达、特斯拉头部优势明显。2025年1-3月,英伟达DriveOrin-X以49.7万颗装机量位居中国市场第一,份额达39.5%;特斯拉FSD装机量27.0万颗排名第二,市场份额达21.5%,英伟达Drive Orin-N以15.6万颗装机量排名第三,份额达12.4%;华为昇腾610以9.8万颗装机量排名第四,份额达7.8%。2025Q1英伟达、特斯拉展现出了强劲的市场竞争力,共同占据了超过70%的市场份额。相比之下,其他供应商如华为、地平线征程系列等虽然也有一定市场份额,但整体占比相对较小,反映智能驾驶域控芯片市场选择更加多元化,但同时市场集中度较高,头部效应明显。
四、域控软件架构:松耦合趋势明确,软件价值量加速提升
汽车软件:松耦合趋势下,系统/功能/应用三大软件格局成型
软硬件解耦,汽车计算平台向着服务导向(SOA)发展。软硬件解耦趋势下,汽车计算平台正从“信号导向”向“服务导向(SOA)”转变,基础硬件和嵌入式软件的传统强耦合关系被打破,底层软件与上层软件开始呈现标准化的态势,相互独立、松耦合,减少了工程师对底层软件重复开发的工作,提升汽车软件的开发效率。
我国在系统软件/功能软件/应用软件领域均有相关企业布局,形成了完整的产业链。例如在应用软件领域,我国通常以主机厂联合生态企业布局为主;功能软件领域,算法侧布局的企业包括第三方软件厂商中科创达、东软睿驰等,以及Tier1厂商如德赛西威、华阳集团等,还包括科技大厂如百度、华为等。
操作系统:汽车走向软件驱动转型的重要前提,国产厂商加速布局
操作系统在智能汽车生态中发挥承上启下的作用。SOA架构下,汽车行业将形成和PC端的Windows或者智能手机端的Android等类似专门的操作系统。汽车操作系统包括车控操作系统和车载操作系统,车控操作系统包括安全车控操作系统和自动驾驶操作系统,车载操作系统则用于人机交互和信息娱乐,逐步向智能座舱操作系统升级。
不同功能域的操作系统:1)传统安全车控操作系统:指用于车辆控制的RTOS(实时操作系统),主要应用对象是ECU,系统需要在短时间内完成资源分配、任务同步等指令,因此对实时性和安全性要求极高;2)智能驾驶操作系统:除了对安全性和可靠性要求高,还对性能和运算能力要求较高;3)车载操作系统:主要应用于车机中控系统包括仪表、HUD、流媒体后视镜等,与用户体验相关,对汽车行驶性能和安全性影响较小。
软件定义汽车时代到来,汽车软件价值量持续攀升
网联汽车规模及渗透率高速增长。据汽车洞察、数据和咨询服务公司S&P Global Mobility预测,到2030年,全球网联车规模预计达到8000万辆,中国网联汽车市场规模预计将达到2700万辆,网联车市场渗透率有望超过90%,市场前景广阔。
汽车单车代码量及软件价值量呈现高速增长态势。据汽车商业评论数据,一辆“数字”汽车的代码量预计从2015年的1亿行提升至2025年的7亿行。从单车软件价值上看,据McKinsey数据,2024年软件在D级车(或大型乘用车)的整车价值中占10%,预计将按照每年11%的速度增长,2030年将占整车价值的30%。而据普华永道思略特(PwC Strategy&)预测称,到2030年,软件在消费者感知价值中的占比将达60%。
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