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2022年汽车智能产业发展现状及产业方向分析汽车电子电气架构是汽车端的中心大神

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11 月 9, 2023 #报告, #智能化报告

1、汽车智能化:政策相继出台,推动智能汽车快速发展。

在政策推动下,预计汽车智能网联化程度和渗透率将逐步提升,行业将迎来快速发展期。 根据工业和信息化部、国家发展改革委、科技部联合印发的《汽车工业中长期发展规划》,规划指出,到2025年,汽车具有L1驾驶辅助(DA)、L2部分自动驾驶(PA)、L3有条件自动驾驶(CA)系统的新车装配率达到80%,其中PA和CA级新车装配率达到25%,L4高度自动驾驶汽车(HA)和L5级全自动汽车(FA)开始进入市场。 此外,关于智能化水平,规划还提出,到2020年,汽车智能化水平显着提升,汽车后市场及服务业在价值链中的比重达到45%以上。 到2025年,重点领域实现全面智能化,汽车后市场及服务业占价值链55%以上。

2020年2月24日,国家发改委等11部委联合发布《智能汽车创新发展战略》,其中指出,到2025年,实现L3级有条件自动驾驶(CA)的智能汽车将达到大规模-规模化生产,达到L4高度。 自动驾驶(HA)智能汽车在特定环境下上市应用,LTE-V2X实现区域覆盖,5G-V2X在部分城市和高速公路逐步应用,高精度时空参考服务网络实现全覆盖。

2、行业快速发展,汽车智能化条件逐渐成熟

汽车电子电气架构是汽车的中枢神经系统。 它集成了传感器、ECU、线束、电气电子分配系统,实现整体配置和功能。 汽车整体电子电气架构是从分布式域集中式计算逐渐演变而来的。 传统分布式计算架构软硬件不解耦,整车E/E架构复杂,包含近百个ECU,布线复杂,数据传输效率低; 不同ECU由不同供应商开发,难以实现数据交互和统一升级; 分散的计算能力难以实现传感器数据融合处理。 目前正处于从分布式到域集中式的过渡阶段,从整车100多个ECU到2-5个DCU,即车身域、智能座舱域(信息娱乐域)、底盘域、智能驾驶域和电源域(博世经典的五域架构,其中特斯拉将车身域、底盘域和智能驾驶域合并为一个域),控制功能迅速集中,未来将逐渐演化为中央计算系统。

各细分系统未来趋势:各DCU中,智能驾驶领域从L0逐步升级至L5,智能座舱领域液晶仪表盘、智能中控渗透率逐步提升,新能源占比逐步提升在电源领域逐渐增加。

“软件定义汽车”逐渐成为业界共识。 一方面,这是因为车载操作系统、自动驾驶系统、车联网平台等技术和产品的引入将提高软件在汽车行业的比重。 智能汽车中的软件将会越来越多,而且越来越复杂(根据麦肯锡的报告,以当今汽车所包含的软件代码行数(SLOC)为例,2010年,主流车型的SLOC约1000万行;到2016年将达到约1.5亿行); 另一方面,由于软件直接影响用户体验,因此它的重要性将不断增长。 IHS调查显示,中短期内,汽车制造商及其供应商将加大软件研发投入,各大汽车制造商加大软件自主开发/合作已成为趋势。 据麦肯锡报告,2017年,软件价值占D级车辆(或大型客车)车辆价值的10%左右,软件价值占比预计将以每年11%的速度增长,并将到2030年将占车辆价值的20%、30%(硬件的比例正在下降)。

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3、随着汽车智能化的逐步推进,两大行业将拥有更大的灵活性

随着新能源汽车的逐步普及和渗透,以及技术升级推动汽车行业向智能化、自动化方向发展,未来汽车智能化领域相关企业将面临持续高景气的环境。几年。 我们将推动重点布局智能驾驶舱和自动驾驶两个方向。 (报告来源:未来智库)

3.1. 方向1、智能座舱:智能化程度逐步提升

(1)智能座舱的发展经历了整体基础-细分产品-集成解决方案的变革:首先出现整体电子电气架构和操作系统,然后各个细分产品逐渐装载到汽车上。 目前的趋势是各个产品的集成和协作。 传统的分散式座舱电子架构无法支持多屏联动等复杂功能,因此座舱域控制器这样的域集中式计算平台诞生了。 智能座舱的构成主要包括智能中控系统、液晶仪表、车载信息娱乐系统、平视显示系统、流媒体后视镜等,其中核心控制部件是域控制器。 座舱域控制器(DCU)通过Ethernet/MOST/CAN实现平视显示器、仪表盘、导航等部件的集成。 它不仅具有传统座舱电子元件,还进一步集成了智能驾驶ADAS系统和车联网V2X系统,从而进一步优化智能驾驶、车内互联、信息娱乐等功能。

(2)预计2025年中国智能座舱行业市场规模将达到1030亿元:中国是全球汽车行业最具发展潜力的市场。 2019年,中国智能座舱行业市场规模将达到441.1亿元。 随着中国市场消费升级,智能座舱加速应用,中国智能座舱行业市场规模将保持快速增长。 据ICVTank预测,到2025年市场规模将达到1030亿元,2020-2025年年均复合增长率为13%。

(3)目前主流的底层车载操作系统有五种(与中控屏、车载娱乐等功能相关的嵌入式车载操作系统,也称为IVI(In-Vehicle Infotainment)) :QNX、Linux、Android、WinCE、HarmonyOS:Android是基于Linux系统内核开发的。 据IHS统计和预测,2017年QNX占据了60%的市场份额,到2022年QNX和Linux(包括Android)将平分市场份额,WinCE将基本退出竞争。

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从车企角度来看,绝大多数国外整车厂、零部件供应商(如奔驰、宝马、博世等)和国内新造车厂商(如小鹏、蔚来等)均进行定制开发基于操作系统形成自己独特的车辆系统。 一些国内主机厂(如上汽荣威)选择与互联网公司合作,开放一定的权限,直接搭载合作伙伴开发的车载系统。 车企开发自主车载系统主要有三种方式。 标准定制操作系统:从系统内核到应用层面深度重构,整合优化硬件资源。 ROM方式:根据需求定制汽车服务及以上,下层基于Android等系统自身架构。 超级APP方式:在应用层仅调用系统现有的接口来实现相关功能,其他层面完全使用现有的系统架构。

(4)行业趋势:现阶段的智能座舱更多是双/多屏配置; 中期可能会实现屏幕一体化,仪表盘与中控屏、副驾驶屏相连,集成更多多屏交互。 人脸识别、手势识别、3D渲染等技术; 长远来看,随着智能汽车的发展,智能座舱领域很可能与智能驾驶领域融合,增强车内联动效果。

2021年,中国汽车工业协会旗下《汽车纵横》对市场上所有车型的智能座舱功能进行了梳理,收集了6744条智能座舱数据。 据统计,智能座舱相关功能的配置根据技术可分为使用显示、车内空调、车联网应用、增强感知、手机连接、生物识别、车内照明、噪音控制等。 -车内异味等。其中车内异味器装备率最高,达到96.94%,手机连接达到67.35%,车内空调达到49.68%,显示屏、车联网、增强感知和生物识别装备率均在20%左右。 从产品覆盖率来看,装备率高的功能都是技术实现低、成本低的功能,智能座舱还处于比较早期的阶段,主要是“入门级”智能座舱大彩屏、OTA升级和智能语音识别系统)。

创达:公司成立于2008年,主要提供智能操作系统产品、技术和解决方案。 该公司以智能手机和平板电脑起家。 2013年,积极布局新一代智能网联汽车业务。 2016年推出“核心板+操作系统+核心算法”一体化的SoM产品。 可穿戴等物联网领域的产业布局、持续的市场开拓以及自身的技术壁垒将为公司提供长期增长动力。 智能座舱正在成为新车竞争力的关键因素。 该公司在智能座舱领域与高通有着深厚的绑定。 公司智能座舱相关产品预计将受益于高通芯片在智能座舱领域渗透率的持续提升。 此外,公司还在自动驾驶领域深度布局。 新领域的布局将为公司带来新的市场增长点。

经纬恒润:公司成立于2003年,业务围绕电子系统,专注于为汽车、高端装备、以及无人运输。 公司拥有丰富的车身及舒适领域电子产品量产经验。 基于平台防夹算法和AUTOSAR软件架构,生产了防夹控制器(APCU)、电动后门控制器(PLGM)和门域控制器(DDCU)。 此类产品已成功配套国内外多家主流整车厂多款车型,具有较高的产品认可度。 同时,公司持续发展智能驾驶电子产品和智能网联电子产品业务,与舒适领域业务形成协同发展,实现智能座舱与智能驾驶领域的融合。

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3.2. 方向2、自动驾驶:量产主力从L2向L3过渡。

(1)自动驾驶由感知层、决策层、执行层三部分组成:自动驾驶汽车的关键技术主要包括环境感知、精准定位、决策与规划、控制与执行、高精度地图和车联网V2X,以及自动驾驶汽车。 测试验证技术等。在该技术体系和关键软硬件设备的支持下,自动驾驶汽车可以通过车载摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波等传感器感知周围环境,并动态地实时监测周围环境的变化。 做出决策和判断,形成安全合理的路径规划。 路线规划完成后,车辆执行系统将控制车辆沿着规划路线完成行驶。 自动驾驶的这一核心技术体系可以分为三个部分——感知层、决策层和执行层。

(2)预计到2025年,我国智能辅助/自动驾驶系统市场规模将达到1150亿元。 艾瑞数据显示,2020年中国智能辅助/自动驾驶系统市场规模为335亿元,2025年将达到1150亿元,年复合增长率达28%。 其中,辅助驾驶系统主要应用于城市地区、快速路/快路和停车场,自动驾驶系统主要应用于矿区和港口。 城市路况高度复杂,辅助驾驶短期内仍占据主流; 高速场景复杂度较低,辅助驾驶功能更容易量产; AVM和APA停车辅助功能可以满足现阶段大多数消费者的需求,装机量将不断提高,HPP、AVP等L3+停车解决方案目前装配率较低,有较大增长空间; 由于矿区车速低、封闭、路线固定、无人场景,无人驾驶实施较早; 该卡目前处于小规模运营阶段,艾瑞预计2023年将逐步实现规模运营,助力港口智能化建设。

(3)当前自动驾驶级别正逐步从L2向L3过渡,复杂度逐渐增加:汽车工程师学会(SAE)将自动驾驶技术分为L0~L5。 目前,部分主机厂已经推出了具有L2功能的车型。 L3将是一个技术分水岭,主要体现在在特定的设计场景下,系统可以完全接管车辆的动态驾驶任务,驾驶员可以“脱掉手、脚、眼睛”。 当驾驶环境不满足系统设计范围时,可以给驾驶员留下足够的时间来接管车辆驾驶任务。

近两年,先进自动驾驶(ADAS)的乘用车产品逐渐落地,产品也逐渐从海外旗舰车型渗透到国内品牌的中小型乘用车产品。 高工智能汽车数据显示,2022年1月至3月,中国市场(不含进出口)新增配备L2级辅助驾驶(不含自动泊车)的乘用车标配(不含选配)将保额117.45万辆,同比增长68.77%。 从前十大自主品牌的搭载率来看,理想达到全系标配100%,小鹏77%,飞跃56%,长城45%,比亚迪42%。

从细分功能来看,2021年1月至12月,车载全景车辆保有量458.92万辆,同比增长52.3%,承载率为22.5%; APA保有车辆243.26万辆,同比增长17.64%。 其中,APA综合停车险保有量151.93万辆,同比增长近30%; 基于视觉的DMS部署率远低于环视和APA,但增长速度更快,投保量为56.79万辆(另外提供可选功能的车辆为6.05万辆),同比年增长243.77%,预装率为2.78%。 IDC数据显示,目前乘用车市场实施的自动驾驶技术处于L2级别,市场渗透率正在稳步提升。

自动驾驶的快速发展预计将带来感知和计算设备的需求快速增长。 随着汽车智能化的逐步深入,汽车实现的功能也越来越复杂。 为了实现这些功能,一方面,汽车上配备了越来越多的传感设备和计算设备(目前主流L2/3产品的主要配置包括:前置摄像头、环视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达和专用车载计算平台),考虑到汽车的安全性和鲁棒性要求,汽车的感知设备和计算设备的要求将不断提高; 另一方面,为了处理日益多样化的数据,计算设备的计算能力也将快速升级迭代。 按照分类,L3/L4/L5自动驾驶系统芯片的算力要求分别达到30+/400+/4000+TOPS。

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众多巨头纷纷争夺自动驾驶芯片市场。 由于部署早、量产早、性能强劲等多种原因,自动驾驶芯片市场目前主要有Mobileye、Nvidia、Tesla三大厂商,其中Tesla芯片以自用为主。 高通在2020年发布了Snapdragon Ride平台,该平台在算力和功耗方面都有不错的表现,最高算力可达700TOPS。 考虑到高通与整车厂基于座舱芯片的良好合作,预计高通将成为Nvidia和Mobileye在自动驾驶芯片市场的主要竞争对手,并在竞争中取得不错的成绩。 此外,国外NXP、瑞萨、国内华为、地平线、黑芝麻也推出了最高可支持L4级自动驾驶的芯片,希望能在这个巨大的市场中分一杯羹。 2020年之前,智能驾驶芯片几乎被Mobileye垄断。 随着消费者和自动驾驶的快速发展,汽车制造商对高计算能力的需求不断增加。 逐渐改善。

(4)V2X有望长期助力L4/L5自动驾驶系统稳步推进,C-V2X是行业趋势。 车到万物(V2X)是指实现车内外全方位网络连接(车对车、车对路、车对人、车对云服务平台)借助新一代信息通信技术,从而提升车辆的智能化程度。 水平和自动驾驶能力,构建新的汽车和交通服务业态,从而提高交通效率,改善驾驶体验,为用户提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。 目前的车联网主要包括DSRC和C-V2X两种技术路线。 其中:DSRC(专用短程通信)由IEEE提出,主要由美国主导。 它是从上世纪末开始发展起来的。 经过近二十年的发展、发展,技术已经比较成熟; 尽管该技术已经发展了很长一段时间,但DSRC在高速场景下存在信号掉线、可靠性差、时延抖动大等问题,商业化尝试一直进展缓慢。

C-V2X(Cellular-V2X)由3GPP提出,最初在Rel14中定义为基于3G/4G的LTE-V2X。 它现在包括不断发展的 5G NR-V2X。 它是由电信产业链和具有蜂窝技术背景的公司开发的。 在车企的推动下,中国目前提倡这种技术路线。 C-V2X在高速移动场景下具有更稳定的信息传输能力,并且由于基于蜂窝网络进行信号传输,因此部署成本更低。 随着5G技术逐渐成熟并加速部署,uRLLC(高可靠性、低时延)将有助于时延要求较高的功能的部署和开发(如自动驾驶、高精度地图下载),C-V2X技术路线图发展已逐步取得了上风。

标准实施临近,试点加速推进:3GPP关于C-V2X的标准化工作分为四个阶段。 从时间线上我们可以看到一个非常明显的演变过程。 第一阶段是支持 LTE-V2X 的 Release-14 标准。 ,该标准于2017年3月正式发布,也是全球C-V2X商用实施的主要版本; 第二阶段是支持LTE-eV2X的Release-15标准,于2018年6月正式发布; 第三阶段是支持5G-V2X的Release-16标准,于2020年8月发布; 第四阶段是支持增强型5G-V2X的Release-17标准,将于2022年3月下旬进行功能冻结(即系统设计完成)。预计ASN.1冻结(即协议冻结,其中可进入实施阶段)将于6月完成。 根据5GAA预测,4G LTE-V2X将在2020-2023年实现,部分场景的5G-V2X将在2024-2026年实现,2026年之后将实现所有场景的5G-V2X或C-V2X试运营。

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我国作为全球C-V2X的重要一极,已形成包括通信芯片、通信模块、终端及设备、整车制造、测试验证、运营与服务等完整产业链。 这包括芯片制造商、设备制造商、OEM、解决方案提供商和设备运营商等众多参与者。 此外,还包括科研院所、标准与行业组织、相关技术产业、投资机构等产业。 支持。

由于C-V2X产业链涉及汽车制造、移动通信、操作系统等多个基础领域,需要跨领域合作,通过技术融合和产业优势互补,最终实现行业共赢。 2019年6月,工业和信息化部组织成立“国家智能网联汽车创新中心”,按照“企业+联盟”模式开展跨行业、跨领域协同创新,重点解决技术问题单个企业难以解决的问题。 ,推动C-V2X技术创新和产业化进程。 产业链各厂商在充分发挥自身技术优势的基础上,寻求与产业链其他环节厂商的合作,通过强强联合形成合力,推动我国C-V2X产业链更加完善。与上下游企业紧密联系。 发展方向,形成产业集群。

根据C-V2X标准化工作计划,结合新产品研发周期和上市时间,预计到2022年,C-V2X将具备大规模部署的基础。 在此之前,示范区和试点地区的试点示范工作将持续进行。 随着C-V2X部署的实施,首先将带来对芯片、模块、终端设备、管理平台、安全认证等的海量需求,同时,具有较强实施能力的交通信息化厂商也将直接受益。 基础设施工作完成后,平台运营有望产生更大价值。

四维图新:公司成立于2002年,是中国导航地图行业的先行者。 经过十余年的创新发展,四维图新已成为导航地图、导航软件、动态交通信息、位置大数据、乘用车和商用车定制化车联网解决方案领域的领导者。 经过多年发展,公司已形成高精度地图、位置大数据、高级辅助驾驶与自动驾驶、车规级芯片、车联网五位一体的业务布局,产品布局全面。

千方科技:国内智能交通的引领者。 公司成立于2000年,主营业务为智慧交通和智慧城市。 基于V2X技术,可提供从智能车载终端到路侧设备的产品及整体解决方案。 曾参与V2X相关标准制定,处于行业领先地位。 2021年,公司将通过投资联路智能进军车联网领域的汽车电子业务,打通“路网”和“车端网”的完整闭环。 公司前装ETC产品线得到更大规模推广,推出了具有CAN通讯、符合Autosar标准的ETC OBU。 目前已开始向领先整车厂批量供货。 此外,公司正在推出基于UWB超宽带技术、符合国际认证标准的新一代智能门禁产品,为客户提供更安全、便捷、智能的数字钥匙产品。 同时,Uniland将继续探索UWB在活体探测、短距离雷达模式、定位应用等更丰富场景中的应用。

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(本文仅供参考,不代表我们任何投资建议,如需使用相关信息,请以报告原文为准。)