2020年汽车域控制器行业深度分析报告44页.pdf

发布时间：2022-06-03 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.37M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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2020年汽车域控制器行业深度分析报告

内容目录域控制器的背景 ........................................................................................................... 6 无人驾驶是大势所趋 ............................................................................................ 6 无人驾驶催生产业链新机遇 ................................................................................. 8 无人驾驶进程中车辆电子电气架构从分布到集中 ................................................. 9 域控制器的前世今生 .................................................................................................. 12 前世：汽车 ECU 的出现及瓶颈 ......................................................................... 12 今生：DCU（域控制器）走上舞台 .................................................................... 15 域控制器的分类——经典的五域划分 ......................................................................... 16 1.动力域（安全） .............................................................................................. 16 2.底盘域（车辆运动） ....................................................................................... 18 3.座舱域/智能信息域（娱乐信息） .................................................................... 21 4.自动驾驶域（辅助驾驶） ................................................................................ 22 5.车身域（车身电子） ....................................................................................... 23 域控制器产业链机遇 .................................................................................................. 23 域控制器硬件拆解 ............................................................................................. 24 域控制器产业链梳理 .......................................................................................... 26 域控制器带来的硬件升级和附加软件机遇 .......................................................... 33 域控制器的未来 ......................................................................................................... 38 域控制器是车辆 OTA 升级的基石 ...................................................................... 38 域控制器未来走向中央控制器时代 .................................................................... 40 投资建议和推荐标的 .................................................................................................. 42 德赛西威：智能座舱龙头企业，智能驾驶推进有序 ........................................... 43 科博达：一体两翼，汽车电子核心标的 ............................................................. 43 星宇股份：好行业+好公司+好格局，具备全球车灯龙头潜质 ............................. 44 伯特利：线控制动产品切入 ADAS 执行层，客户高端化升级 ............................ 44

图表目录图 1：出行供需公式 ..................................................................................................... 7 图 2：从云-管-端三大维度拆解智能驾驶产业链 ........................................................... 8 图 3：无人驾驶实现路径 .............................................................................................. 8 图 4：华为智能汽车整体目标 ...................................................................................... 9 图 5：博世划分的电子电气架构演进 .......................................................................... 10 图 6：智能汽车渐进式发展 ........................................................................................ 10 图 7：博世 16bit 发动机控制器（机械节气门） ........................................................ 13 图 8：博世 16bit 发动机控制器（机械节气门） ........................................................ 13 图 9：所有级别汽车中 ECU 增加的数量 .................................................................... 14 图 10：分布式电子电气架构 ...................................................................................... 14 图 11：根据应用域划分的车载网络 ........................................................................... 15 图 12：博世 DCU 电子架构 ...................................................................................... 16 图 13：合众汽车动力域控制 ..................................................................................... 18 图 14：EHB 系统示意图 ............................................................................................ 19 图 15：EMB 系统示意图 ............................................................................................ 19 图 16：第二代 iBooster 实物图 ................................................................................. 19 图 17：博世的最新产品 IPB 图 .................................................................................. 19 图 18：电助动力系统（EPS）示意图 ........................................................................ 20 图 19：线控转向系统（SBW）示意图 ....................................................................... 20 图 20：博世发动机 ECU 外观 .................................................................................... 24 图 21：德赛西威自动驾驶 DCU 外观 ......................................................................... 24 图 22：博世 ECU 拆解 ............................................................................................... 24 图 23：特斯拉 AP2.5 自动驾驶 DCU 拆解 ................................................................. 24 图 24：2017 年中国汽车电子市场 MCU 竞争格局 ..................................................... 29 图 25：中国 PCB 市场下游应用分布 ......................................................................... 30 图 26：国内主要 PCB 厂商汽车业务营收 .................................................................. 30 图 27：国内主要 PCB 厂商汽车业务营收占比 ........................................................... 30 图 28：国内主要汽车 PCB 厂商整体毛利率对比 ....................................................... 31 图 29：国内主要汽车 PCB 厂商整体净利率对比 ....................................................... 31 图 30：无源器件分类 ................................................................................................. 31 图 31：无源器件细分品类占比 .................................................................................. 31 图 32：2017 年全球 MLCC 品牌竞争格局 ................................................................. 32 图 33：自动驾驶 L1-L5 需要的算力 ........................................................................... 34 图 34：FPGA 和 ASIC 对比 ...................................................................................... 36 图 35：车载通信网络升级趋势 .................................................................................. 37 图 36：车辆电子电气架构向集中计算平台升级 ......................................................... 40 图 37：特斯拉 Model 3 网络拓扑图........................................................................... 41 图 38：宝马规划中央计算平台的电子电气架构 ......................................................... 42 图 39：可以在 ECU 或云端执行的功能的总体系统结构和软件设计........................... 42 表 1：SAE 无人驾驶自动化程度划分 ......................................................................... 11 表 2：中国驾驶自动化等级与划分要素的关系 ........................................................... 11 表 3：2020 年是 L3 级别车型量产年 ......................................................................... 11 表 4：主要 L3 级别车型配置参数比较 ....................................................................... 12 表 5：汽车 L1-L5 升级过程中控制器逐渐集成化 ....................................................... 12 表 6：汽车的常见 ECU 应用及功能 ........................................................................... 13 表 7：EHB 系统与 EMB 系统比较 ............................................................................. 19 表 8：线控制动系统主要供应商、产品与客户情况 .................................................... 20 表 9：EPS 与 SBW 介绍 ........................................................................................... 20 表 10：电助动力系统（EPS）主要供应商及客户 ...................................................... 21 表 11：线控转向系统（SBW）主要供应商及产品现状 .............................................. 21 表 12：典型座舱域控制器厂商及其方案和客户 ......................................................... 22 表 13：典型自动驾驶域控制器厂商及相应域控制器性能介绍 .................................... 23 表 14：域控制器产业链一览 ...................................................................................... 27 表 15：芯片产业链及主要厂商梳理 ........................................................................... 28

表 16：2019 年全球前十大 IC 设计公司（单位：百万美元） .................................... 28 表 17：2018 年国内前 10 大 IC 设计厂商（单位：亿元人民币） .............................. 28 表 18：全球/国内排名前 20 的 PCB 厂商 .................................................................. 29 表 19：国内主要 PCB 厂商汽车业务梳理 .................................................................. 30 表 20：典型座舱域控制器厂商及其方案和客户 ......................................................... 32 表 21：典型自动驾驶域控制器厂商及其客户和伙伴 .................................................. 33 表 22：动力域、底盘域厂商及其方案和客户 ............................................................. 33 表 23：单核和多核处理器对比 .................................................................................. 34 表 24：CPU VS GPU ................................................................................................ 35 表 25：FPGA 和 ASIC 成本和开发周期对比 ............................................................. 36 表 26：域控制器典型的系统技术规格 ........................................................................ 36 表 27：自动驾驶域控制器典型的传感器通道 ............................................................. 37 表 28：常见的车载通信网络优劣势对比 .................................................................... 37 表 29：特斯拉历史上几次较有影响力的 OTA 升级 .................................................... 39 表 30：传统车企和造车新势力开始发力布局 OTA 技术 ............................................. 40 表 31：基于域和基于 Central&Zone 架构的对比 ...................................................... 41

域控制器的背景无人驾驶是大势所趋要理解目前的无人驾驶（智能汽车），离不开以下一个公式：出行需求=总量*里程左边，出行需求=人数*人均出行里程。右边第一项，总量=公共交通工具+私人交通工具。右边第二项，里程=时间*速度。图 1：出行供需公式资料来源: 国信证券经济研究所整理需求方面，随着国内城市化和现代商业化的发展，一方面提高了城市人口，一方面城市半径不断提升（主要城市半径>25km），居民的生活工作出行距离增加，等式左边的出行需求是快速增加的。出行需求的增加必将要求总量和使用效率的提升。公共交通工具方面，公交和地铁等领域存在短板，2017 年中国地铁运行线路总长度为 3881.77 公里，与美国仍有较大差距（重铁+轻铁，5799 公里）。同时主要城市每万人拥有的公共出租汽车数量呈下降趋势。私人交通工具方面，截至 2019 年底，全国机动车保有量达 3.48 亿辆，其中汽车保有量达 2.6 亿辆，千人保有量达 170 辆，受限于道路和停车场等土地要素的短缺，城市保有量增长存在瓶颈。国内居民的出行需求和供给方存在着缺口，这种缺口部分程度削弱了居民的出行品质，造成拥堵的路上交通和地铁。如何提高现有资源的使用效率是解决出行矛盾的关键。智能驾驶和共享出行就是谋求提升资源使用率的供给端革命（我们在 18 年 12 月发布了共享出行行业专题-《共享汽车，非成熟条件下的模式探讨》），19 年 7 月发布了智能驾驶行业专题-《ADAS+车联网，无人驾驶之路》）。 20 年 3 月发布了华为汽车行业专题-《华为汽车业务现状、竞争格局和产业链机遇》。根据华为智能汽车解决方案的拆解，未来的智能驾驶产业链将从云-管- 端三大层面带来全产业链机遇。本篇域控制器深度报告就是从“端”的层面对其细分核心决策部件进行分析。

图 2：从云-管-端三大维度拆解智能驾驶产业链资料来源: 国信证券研究所整理无人驾驶催生产业链新机遇无人驾驶实现需要四步走。我们认为无人驾驶从应用层面可以分为四个阶段，阶段 1 是资讯被动侦测期，该阶段主要应用于车载资讯服务；阶段 2 是资讯互动交换期，也就是当前所处阶段，该阶段主要应用于 ADAS 等；阶段 3 是资讯主动传达期，该阶段主要应用为 V2V 和 V2I，融合传感器技术实现车路协同；阶段 4 就是终极无人驾驶期，无人驾驶背景下车辆运营效率有望大幅提升，该阶段的典型应用就是共享汽车。图 3：无人驾驶实现路径资料来源: MIC，国信证券研究所整理无人驾驶进程中的车辆架构发生较大改变——从 EE（电子电气）到“计算+通信”。实现汽车软件定义、持续创造价值。传统电子电气架构中，车辆主要由硬

件定义，采用分布式的控制单元，专用传感器、专用 ECU 及算法，资源协同性不高，有一定程度的浪费；计算+通信架构中，旨在实现软件定义车，域控制器在这里发挥重要作用，通过域控制器的整合，分散的车辆硬件之间可以实现信息互联互通和资源共享，软件可升级，硬件和传感器可以更换和进行功能扩展。图 4：华为智能汽车整体目标资料来源: 世界智能网联汽车大会-华为《聚焦 ICT 技术，使能车企造好-车，造-好车》，国信证券经济研究所整理无人驾驶进程中车辆电子电气架构从分布到集中汽车电子电气架构奠定车辆底层框架。汽车电子电气架构（Electronic and Electrical Architecture，文中简称 EEA）是由车企所定义的一套整合方式，是一个偏宏观的概念，类似于人体结构和建筑工程图纸，也就是搭了一副骨架，需要各种“器官”、 “血液”和“神经”来填充，使其具有生命力。具体到汽车上来说， EEA 把汽车中的各类传感器、ECU（电子控制单元）、线束拓扑和电子电气分配系统完美地整合在一起，完成运算、动力和能量的分配，实现整车的各项智能化功能。无人驾驶进程中的车辆架构从分布向集中发展。全球零部件龙头企业博世曾经将汽车电子电气架构划分为三个大阶段：分布式电子电气架构-【跨】域集中电子电气架构-车辆集中电子电气架构，三个大阶段之中又分别包含两大发展节点，一共六个发展节点，细化了电子电气架构将从分布式向车辆集中式演变的过程。伴随汽车自动化程度从 L0-L5 逐级提升，目前大部分的传统车企电子电气架构处在从分布式向【跨】域集中过渡的阶段。分布式的电子电气架构主要用在 L0-L2 级别车型，此时车辆主要由硬件定义，采用分布式的控制单元，专用传感器、专用 ECU 及算法，资源协同性不高，有一定程度的浪费；从 L3 级别开始，【跨】域集中电子电气架构走向舞台，域控制器在这里发挥重要作用，通过域控制器的整合，分散的车辆硬件之间可以实现信息互联互通和资源共享，软件可升级，硬件和传感器可以更换和进行功能扩展；再往后发展，以特斯拉 Model 3 领衔开发的集中式电子电气架构基本达到了车辆终极理想——也就是车载电脑级别的中央控制架构。

图 5：博世划分的电子电气架构演进资料来源: 博世，国信证券经济研究所整理车辆自动驾驶级别主要参照 0-5 级分类。目前全球公认的汽车自动驾驶技术分级标准主要有两个，分别是由美国高速公路安全管理局（NHTSA）和国际自动机工程师学会（SAE）提出。中国于 2020 年参考 SAE 的 0-5 级的分级框架发布了中国版《汽车驾驶自动化分级》，并结合中国当前实际情况进行了部分调整，大体上也将自动驾驶分为 0-5 级。图 6：智能汽车渐进式发展资料来源：各政府官网，国信证券经济研究所整理 L3 级别是汽车自动化道路的一次跃升。从法规和技术两个维度来看，L3 级别自动驾驶都是汽车自动化道路上的一大跃升。从法规来看，SAE 和中国《汽车自动化分级》规定 L0-L2 级别均是人类主导驾驶，车辆只做辅助，L0、L1 和 L2 之间的差异主要在于搭载的 ADAS 功能的多少，而 L3 开始，人类在驾驶操作中的作用快速下降，车辆自动驾驶系统在条件许可下可以完成所有驾驶操作（作用不亚于驾驶员），驾驶员在系统失效或者超过设计运行条件时对故障汽车进行接管；从技术来看，L0-L2 主要运用的传感器有摄像头、超声波雷达和毫米波雷达，L3 及之后原有传感器配套数量上升，同时高成本的激光雷达方案难以避开，传感器之间的协同要求提升，多传感器融合算法愈发复杂，所需控制器芯片算力大幅提升。

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