智能驾驶域控制器行业专题报告：渗透率快速提升，高景气将持续

投资建议：汽车域控制器渗透率仍低，未来几年将高速增长，推荐布局域控制器的计算机公司。我们预计域控制器行业未来将保持50%以上的增长速度，提前布局相关业务的计算机公司将享受行业高速成长的红利，推荐标的：德赛西威、经纬恒润，受益标的：东软集团（东软睿驰）。 整车电子电气架构演进推动域控制器登上历史舞台。智能驾驶行业正在从分布式功能控制器向域控制器，再向中央集中式方向发展。域控制器的概念是伴随着整车电子电气架构的发展演变而来的。随着汽车智能化程度不断提升，每辆车上面会有几十个甚至上百个ECU电子控制单元，每个都负责单独功能，再通过CAN或者LIN总线连接，导致了车辆成本和技术难度的提升，由此催生了域的概念。 软件是域控制器的灵魂。以自动驾驶域控制器为例，基本的软件包括底层操作系统（一般是实时性较好的QNX）+中间件+应用软件。 应用软件通常有三部分：最底层的是摄像头等传感器算法、第二层是基本的行车功能算法软件（包含L2级辅助驾驶功能），第三层则是一些高级智能驾驶功能比如领航辅助驾驶。我们认为，域控制器硬件生产壁垒并不高，软件才是灵魂，算法决定了未来谁能够在竞争中成为赢家。 随着汽车智能化程度不断提升，域控制器行业未来几年将高速增长。 不论是L2级别自动驾驶还是智能座舱，近年来渗透率都在快速提升，也因此推动了域控制器的放量。未来随着汽车智能化程度提升，电子电气架构持续进化，域控制器行业将保持高增长。 风险提示：芯片产能短缺、行业竞争加剧 1.域控制器是汽车电子电气架构进化的产物 1.1.产生的原因：分布式ECU数量的不断增加 智能驾驶行业正在从分布式功能控制器向域控制器 ， 再向中央集中式方向发展。域控制器的概念是伴随着整车电子电气架构的发展演变而来的 。随着汽车智能化程度不断提升 ， 每辆车上面会有几十个甚至上百个ECU电子控制单元， 每个都负责单独功能 ， 再通过CAN或者LI N总线连接，导致了车辆成本和技术难度的提升 ，由此催生了域的概念 。所谓 “ 域 ” 就是将汽车电子系统根据功能划分为若干个功能块 ， 每个功能块内部的系统架构由域控制器为主导搭建 。 各个域内部的系统互联仍可使用现如今十分常用的CAN通信总线，而不同域之间的通讯 ，则需要由更高传输性能的以太网作为主干网络承担信息交换任务 。 博世将整车电子电气架构的发展分为三层，分别是分布式架构、域集中架构方案和车辆集中架构方案 。目前市面上大多数车型的架构方案都停留在分布式阶段，整个行业处于向域集中架构方案演进的过程中 。 图1：博世推出三层电子电气架构 从主流的车厂布局来看 ， 多数是按照经典的五域模型去划分。 博世将整车拆分为车身域 、 座舱域 、 底盘域 、 动力域 ， 以及自动驾驶域五个大域。 这五大域控制模块较为完备的集成了L3及以上级别自动驾驶车辆的所有控制功能 。 唯有特斯拉重新划分了 “ 域 ” 的概念 ， 打破了功能与功能之间的壁垒划分和传统整车架构设计的思维 ， 直接跨入车载电脑和区域导向架构 。 域控制器目前最常见的是座舱和自动驾驶域 ， 剩下来的组合比较多 ， 涵盖底盘 、 动力总成和网关 ， 但是形态不一定像座舱或者自动驾驶 ， 多数时候会集成在一起 。这三个类别在主流的车企 ， 尤其是海外比较大的车企 ， 前两年开始慢慢布局 ，预计到2024-2025年开始大规模应用 ，现在座舱域控制器应用比较多 ，自动驾驶域控制器也在慢慢多起来 。如果时间再拉长一点 ， 座舱域和自动驾驶域将融合 ， 但是需要较长时间 ，估计至少在2025年以后 ，因为座舱芯片比如高通8155和8295跟智能驾驶芯片的特长不完全相同— —座舱芯片需要很强的图像渲染能力，不需要做很多功能安全或者神经网络计算 ， 但是自动驾驶芯片就不一样 ， 需要较强的神经网络算力 ， 以及要满足很多功能安全要求 ， 因为做的主要是安全件 。 动力域控制器是一种智能化的动力总成管理单元 ， 借助CAN/FLEXRAY实现变速器管理 、 引擎管理 、 电池监控 、 交流发电机调节 。 底盘域与汽车行驶相关 ， 由传动系统 、 行驶系统 、 转向系统和制动系统共同构成 。 智能座舱域构成主要包括全液晶仪表 、 大屏中控系统 、 车载信息娱乐系统 、 抬头显示系统 、 流媒体后视镜等 ， 核心控制部件是域控制器 。 自动驾驶领域的域控制器能够使车辆具备多传感器融合 、定位 、 路径规划 、 决策控制的能力 ， 通常需要外接多个摄像头 、 毫米波雷达 、 激光雷达等设备 ， 完成的功能包含图像识别 、 数据处理等 。 车身域控制器从分散化的功能组合 ， 逐渐过渡到集成所有车身电子的基础驱动 、 钥匙功能 、 车灯 、 车门 、 车窗等的大控制器 。 图2：整车可以拆分为五个域 与分布式EC U相比 ， 域控制器实现了多个维度的升级 。硬件维度 ， 从分布式向域控制演进以后 ， 有利于提升算力利用率 ， 减少算力设计总需求。有利于数据统一交互 ，实现整车功能协同 ； 有利于缩短线束 ， 降低故障率 ， 减轻质量 。 软件维度 ， 软硬件可以解耦分离 ，OTA更加方便 。通信维度 ，LIN/CAN总线向以太网发展 ，能够提升传输效率 ，同时也可以减少线束 。电源维度 ，不使用保险丝和继电器 ， 实现所有电流都有监测和过热过流保护 。 图3：域控制器实现多个维度升级 1.2.大众和特斯拉两大技术路线引领行业 在跨域集中式电子电气架构里 ， 玩家可以分为两大类 ，一类以特斯拉为代表， 另一类则是以大众为代表 。 1.2.1.大众：按照功能划分域 目前大众的ME B平台做了三大控制器 ， 包括车辆控制域 、 智能驾驶域和智能座舱域 ， 整体还处于功能域阶段 。大众是传统大厂中最先喊出电气化智能化转向的， 其他传统的车企的电子电气架构集成度更低一些 ， 分为自动驾驶域 、 动力域 、 底盘域 、座舱域和车身域五大域 。 大众MEB域集中式E/ E架构 ， 它规划是包括3个域控制器 ：车辆控制（ICAS1）、智能驾驶（ICAS2）、智能座舱 （ICAS3）。 ICAS1主要是负责整车功能应用服务 ，同时为ECU提供跨网通信能力 ， 包括车身控制 、 电动系统 、 高压驱动 、 灯具系统 、 舒适系统等 ， 其中ICSA1中分不同的网关 ， 用于区分不同的网络 ，同时也为不同的局域网提供不同的安全防护 ，保证内部网络的数据安全 。 底盘 、 安全气囊等不具备集成能力的模块也属于ICAS1。 ICAS2主要用于支持高级自动驾驶功能 。 ICAS3主要是负责娱乐系统的域控制器 ，把导航系统 、仪表系统 、HUB、 智能座舱所有的算法和硬件集中于此 。 图4：大众MEB平台包括三个域控制器 大众的ICAS指的是In-Car Applicat ion-Server， 车载应用服务的简称用来整合目前所有ECU逐步融合成域的概念 。目前它的概念可能不单是一个域控制器 ，也可能是几个混合而成一个 ，通过网络链接减少复杂性 。 来确保符合未来执行层 ， 运算层 ，应用层 ， 云端层的分类和交互 ， 实现硬件解耦热拔插 ， 最终实现整车软硬件可拓展升级的软件定义汽车状态 。 图5：大众ICAS总体思路是实现软硬件可升级拓展 1.2.2.特斯拉：按照位置划分域 从ModelS到Model3，特斯拉电子电气架构发生了重要变化 。 ModelS域划分较为明显 ， 有动力域 、 底盘域 、 车身域 、 一路低速容错Body FT。这些域控制器通过CAN、以太网连接到中央电脑 。Model X的电子架构与Model S相差不大 ， 但已开始展现出跨域的概念 ： 中央车身控制器横跨底盘 、 车身低速容错以及车身 。 到Model 3， 特斯拉就不再使用功能域的电子架构 ，而是位置域 ：分别是中央计算域， 左车身控制域和右车身控制域， 其中中央计算域负责信息娱乐系统 、 驾驶辅助系统和车内通信连接 。左车身控制域负责车身便利性系统 ， 包括转向 ， 助力 ，以及制动等 ，右车身控制域负责底盘安全系统 、动力系统 、热管理等 。Model 3的电气架构既不是严格意义上的中央集成式电气架构 ， 也不是典型的跨域融合式电气架构 ， 它是特斯拉自己定义的电子电气架构 。Model 3相对Model S线束长度从3公里下降到1.5公里 ，零部件数量从3万个下降到1万个 ，体现了低成本和便于制造的优势 。 图6：Model3主要包括中央计算和三个域控制器 1.3.硬件是基础，软件是灵魂 域控制器主要由主控处理器、操作系统和应用软件及算法等三部分组成。平台化、高集成度、高性能和良好的兼容性是域控制器的主要核心设计思想。依托高性能的域主控处理器、丰富的硬件接口资源以及强大的软件功能特性,域控制器能将原本需要很多颗ECU实现的核心功能集成到进来,极大提高系统功能集成度,再加上数据交互的标准化接口,因此能极大降低这部分的开发和制造成本。 硬件制造并无壁垒，是实现域控制器功能的基础。从硬件外观上来说，域控制器就是一块电路板，上面有处理器芯片、内存芯片 、通信模块 、各种接口（电源 、通信等）。通过将算法写入处理器芯片，控制汽车的功能。制造这块电路板并不需要太多技术含量 ，各个电子元器件都可以外采，需要的是工程经验。总的来说，域控制器呈现算力不断增强的趋势。 图7：上下依次为Model Y高性能版和Model S搭载的第三代座舱控制器 表1：特斯拉三代座舱域控制器硬件性能不断提升 软件才是域控制器的灵魂 。以自动驾驶域控制器为例，基本的软件包括底层操作系统（一般是实时性较好的QNX）+中间件+应用软件。 应用软件通常有三部分：最底层的是摄像头等传感器算法 、第二层是基本的行车功能算法软件（包含L2级辅助驾驶功能），第三层则是一些高级智能驾驶功能比如领航辅助驾驶。这是自动驾驶域控制器的情况，座舱域同样是底层操作系统（一般有两个，QNX用来处理对实时性和安全等级比较高的功能，比如液晶仪表、HUD等。而安卓主要用来处理对扩展性要求比较高的功能 ，比如导航 、车辆设置、多媒体播放等功能）+中间件+应用软件。座舱应用软件一般包括影音娱乐及导航软件。 域控制器Tier1在与主机厂合作的过程中，产生了多样化的合作模式。 主要有以下几种形式：1、硬件+底层软件。2、硬件+底层软件+中间件。3、硬件+底层软件+中间件+部分应用算法。4、硬件+底层软件+中间件+全部应用算法（ 全栈交付）。大型的车厂一般不会去买成套的解决方案（比如大陆 、博世、电装的域控制器），也不需要大型综合性Tier1提供解决方案，都想做自己的差异化 ，都有自己的芯片合作伙伴。主机厂想把主要的软件开发抓在自己手里面 ，因此现在很多主机厂对于Tier1要求变了，会灵活进行分包——有些供应商做硬件设计，有些做硬件上面的基础软件，有的做中间件 ，有的做视觉感知、雷达感知的软件模块，有的做轨迹规划和地图 。 车厂将核心软件掌握在自己的手中后，未来可以通过OTA方式收取订阅费，实现商业模式跃迁。比如随着自动驾驶功能的增加、驾驶性能及续航里程的优化，特斯拉将通过OTA从用户中持续收取更新服务费。 2.渗透率低，持续高景气 2.1.未来几年保持高增长 自动驾驶域控制器出货量随着L2和L2+自动驾驶渗透率提升而快速增长。自动驾驶域控制器出货量与L2和L2+自动驾驶渗透率息息相关，根据IDC《中国自动驾驶乘用车市场数据追踪报告》2022年第1季度各大车厂产量数据，国内L2级自动驾驶在乘用车市场的新车渗透率高达 23.2%。其中，新能源车市场渗透率更高，达到了35.0%，远高于汽油车市场19.9%的渗透率。随着新能源车市场规模的迅猛增长，L2级自动驾驶的渗透率将进一步攀升。按照佐思汽研测算，预计到2025年，中国乘用车ADAS/AD域控制器年出货量将达到356.5万套，乘用车前装自动驾驶域控制器渗透率将达14.7%。 图