汽车智能座舱行业深度报告:算力提升、架构迭代、交互升维
作者 | 未来智库2022-07-26

01 供需共振,千亿空间造就智能座舱新机遇

智能座舱是多维部件复杂协同下的产物

智能座舱通过硬件、人机交互系统及软件集成整合发展,以驾驶信息显示系统和信息娱乐系统为核心载体,在底层软件架构的支撑下,完成人机交互相关功能,最终实现座舱智能化。

座舱域涉及驾驶安全与娱乐等多个重要领域,舱驾融合趋势下智能座舱的重要性持续走强

整车域按功能划分,可划分为安全域和娱乐域,座舱域通过人机交互以及车内环境感知为整车行驶安全提供必要的支撑,同时,座舱域通过车内硬件设施持续迭代座舱娱乐。

当前智能座舱正由智能助理向人机共驾阶段演变

汽车座舱由传统驾驶舱朝着智能化、数字化方向发展,总体上可分为电子座舱、智能助理、人机共驾及智能移动空间四个发展阶段,当前正处于由智能助理向人机共驾阶段发展。

行业变革助力座舱智能化,创造多维新模式

新四化加速汽车电子成本占比逐步提升,E/E架构不断的向上升级迭代,使整车OTA成为了可能。以用户为中心的座舱智能生态逐渐丰富。座舱软实力逐渐被车企重视,同时也孕育了多种新的模式,如商业模式的创新、用户体验的升级等。

上下游共同推动智能座舱发展,座舱智能化孕育新的座舱产业链

智能座舱全产业链分为三大环节:上游-中游-下游。中游是我们通常意义上所指的一级供应商,通过整合上游各类软硬件,组装成智能座舱产品,提供给下游集成厂商。

供给侧:车企积极布局,内饰智能化助力汽车提升产品核心竞争力

供给侧:整车厂打造座舱亮点提升产品竞争力。智能电动车市场竞争激烈,特斯拉、蔚来等新势力与奔驰、宝马等传统豪华品牌相继推出新车,一方面强化自身优势,同时在内饰上优化升级,集成5G、V2X等技术,打造个性化服务与沉浸式体验。

需求侧:座舱智能化提升驾驶体验,消费者需求提升

需求侧:在物联网不断普及的背景下,消费者对汽车智能化的需求不断提高。根据SIC的预测数据,2025年将有64%的汽车消费为增换购,2030年这一 比例将高达78%。增换购将推动汽车的消费升级,购车动因除了满足基本空间、动力需求之外,科技感和智能化等把玩性需求将提升。

智能座舱部件多样化配置渗透率增长明显

目前座舱内的中控、语音交互的渗透率相对较高,随着中高端新能源汽车大量投入市场,全液晶仪表、HUD、DMS等的渗透率不断提升,根据盖世汽车数据,2021年国内全液晶仪表、OTA、HUD渗透率为32.3%、7.5%、5.7%,同比增加9.6、15、1.7Pcts。

量价齐升共创千亿市场空间

各产品市场渗透率预测:据ICV TANK预测,2025年中国车载信息娱乐系统、驾驶信息显示系统、HUD、流媒体后视镜产品渗透率较2020年提升20、40、20、23Pcts。

各产品单车价值量预测:据ICV TANK预测,各产品随着智能化更新换代会带来单车价值量的提升,2025年中国智能座舱主要产品规模可达1072亿元(人民币),为2020年的2.14倍,CAGR-5为+16.47%。

02.架构迭代,软硬解耦重构产业链

E/E架构有序迭代,域控制器架构是当前阶段发展的重点,中央集中计算是最终的发展方向

现阶段分布式ECU架构已接近瓶颈,算力、传输速率均无法满足当前智能汽车的需求,集中式域控制器架构应运而生。未来将实现软件定义汽车,中央计算平台成为整车的最高决策模块,统一对采集数据进行处理并指挥相关执行机构进行操作。

域控制器中座舱、自驾域单车价值量较高

相比于动力域、底盘域和车身域,座舱域和驾驶域因应用场景相对复杂,运行数据量较大,核心壁垒较高,因此对芯片的性能要求和算力要求也较高,对应单车价值量也较高。

座舱控制器正由分离式向集中域式发展

分离式:座舱内各个ECU是完全分离的,互不通信,且算力较低,只能实现较为简单的逻辑功能;分域式:不同等级的控制域与仪表域在功能上能够实现一定的交互,但是二者在硬件上仍然是相互隔离的,由各自的ECU所控制;集中域式:用一个主控芯片来实现座舱内所有部件的控制,同时对不同安全等级的部件实现相互隔离。

硬件层芯片与软件层操作系统共同实现座舱域控制器功能

域控制器作为未来汽车运算决策的中心,其功能的实现依赖于主控芯片、软件操作系统和中间件、应用算法等多层次软硬件的有机结合。

软件:域控制器实现软硬件解耦,SOA架构带来了软件新机遇

应用层功能独立,基础软件平台创造新机遇。架构需从“信号导向”转变为 “服务导向”(SOA)。其核心为:1、用抽象层分离软件与硬件;2、用一套基础软件平台承载独立的功能;3、用功能集的方式增加软件复用率。SOA架构可以实现多功能、多终端的无缝连接。车企可以使用基础软件平台串联传统ECU功能、独立的智能网联服务、云端的服务、智慧交通体系内的服务以及其它终端设备,提高功能之间的沟通效率并降低成本。

硬件:控制芯片与E/E架构齐演绎,SoC芯片成核心硬件

在分布式架构时代,ECU是汽车的核心,其主控芯片为包含CPU组成的MCU。传统中央计算CPU无法满足智能汽车的算力需求,将CPU与GPU、FPGA、ASIC等通用/专用芯片异构融合、集合AI加速器的系统级芯片(SoC)应运而生。

产业链上下游:传统汽车电子、消费企业与科技企业共同构建座舱域控制器产业链

域控制器由算法、操作系统、芯片构成,产业链中参与者众多,包含传统汽车电子企业、消费电子企业、软件架构企业等,各自发挥自身优势,共同促进座舱域控制器持续升级。

座舱软件价值将在智能化趋势下得到极大提升

软件层面,2020年全球汽车软件市场规模 350 亿美元,至 2030 年有望达到 840 亿美元,2020-2030年行业复合增速 9.1%。其中操作系统和中间件复合增速 11%,信息娱乐、连接、安全、互联服务市场复合增速8.4%。

03.交互多样,平面交互向立体交互升级

多模交互助力汽车智能化

人机交互不仅可以提升用户心理安全、提升驾驶体验,同时人机交互与自动驾驶共同打造以人为本的驾驶闭环,实现全场景整车智能,推动汽车智能化快速升级。

多模交互、主动交互是人机交互技术的必然趋势

人机交互多种方式之间难以相互完全替代,座舱交互体验也需要多种输入方式加以组合,从而优化驾驶操作;未来将呈现多模交互、主动交互趋势,为用户带来情感化、场景化、个性化体验。

多模交互场景持续落地

人机交互已经成为各大汽车产品提升核心竞争力的关键要素,如奔驰、宝马、长安和广汽等诸多车企近期推出的新产品均在不同程度上实现了人机交互。

语音交互层面新势力相对领先,传递品牌个性

围绕语音展开的交互技术竞争激烈,目前新势力品牌的车载语音相对领先,朝着拟人化、情感化迈进,甚至已形成独特的品牌特征,其借力供应商,自研成分较高;多数传统厂商以供应商技术为主,进展相对较慢。

车载语音构建用户生态,潜在市场空间广阔,强者恒强

科大讯飞与Cerence领先中国车载语音市场,互联网企业及车厂纷纷入局。根据高工智能数据显示,2020年Cerence国内市占率为39.5%,排名第一,Cerence为全球车载语音龙头,客户以合资为主;科大讯飞是中国车载语音领头羊,市占率超过38%。

DMS为人脸与手势识别的核心产品

目前摄像头+近红外技术已成为业内大多数厂商DMS主流技术路线。未来的DMS将发展成一体式的座舱监控系统,将融入更多的感知功能及更广的监测范围。同时,与ADAS功能相结合,实现车内外安全一体化。

DMS快速落地,市场空间持续上行

DMS的功能实现是基于摄像头实现的,当前各大车企新推出的车型均搭载了DMS功能,也推动车内摄像头的渗透率持续上行,预计2025年渗透率有望突破19%。

内资逐步突破,性能领先

部分Tier1已推出DMS完整解决方案,包括博世、现代摩比斯、伟世通等。在中国企业中,商汤科技、中科创达、经纬恒润等公司的DMS产品也已落地在各个品牌车型上。

驾驶信息、车载娱乐显示系统:物理按键简化趋势下的“零按键”交互

车内按键在减少的同时其物理形式也出现了优化设计;此外,如智己L7、威马M7强调了“零按键”的交互设计理念,主要讲方向盘及座椅按键触屏化。

驾驶信息、车载娱乐显示系统:“超大屏”设计提供更佳的娱乐体验

从中短期趋势来看,大尺寸中控屏依然是打造座舱科技感的重要方案。仪表台上的超大屏设计(延伸出副驾屏)成为车载显示屏的一个重点拓展方向,服务对象从驾驶员拓展至副驾乘客,也意味着车内娱乐要素提升。

04.消费升级,车企重塑第三生活空间

交互与互联下的空间与个性化尤为重要

各大主机厂和科技公司基于“第三空间”打造智能座舱的发展过程中,一般会采用三条路径,分别为“注重空间和个性化”、“注重友好交互与服务”,以及“注重互联”。

座椅发展趋势:具备安全性、舒适性、智能性、环保性等功能

汽车座椅作为汽车的重要安全部件,随着汽车发展及用户需求提升,赋予汽车座椅除安全性以外,还包括舒适性、智能性、环保性等功能诉求。

座椅智能化重塑座舱可变空间

随着自动驾驶普及,汽车座椅智能化成为座椅供应商发展的目标。汽车第三生活空间加速落地,为满足消费者第三生活空间内多样生活需求,智能化座椅将成为汽车工业的重要走向。同时,在降耗推动下,通过座椅实现汽车轻量化升级效率较高。

座椅智能化重塑座椅市场规模,预计2025年全球规模接近4000亿元

汽车座椅单车价值量高,其市场状况与汽车市场高度相关。2020年国内汽车座椅市场规模约为605亿元,占全球26%;2025年,国内市场空间将有望达到1070亿元,占全球28%,5年CAGR为12.1%。

外资为主,内资仍有替代空间

当前座椅行业竞争格局以外资为主,2020年全球汽车座椅市场空间CR5占比达85%,竞争格局相对集中,但以外资为主;中国市场竞争格局一家领先,其余相对分散,以外资为主,内资仍有替代空间。

内资企业植入海外基因,抢占市场份额

2017年以来,以继峰股份、延锋为主的自主品牌座椅供应商均纷纷收购外资企业提振自身核心竞争力,继峰股份收购全球头部座椅企业格拉默布局乘用车领域,延锋并购安道拓部分技术提升自身产品力。

天幕玻璃打开玻璃供应商Tier1之路

汽车天窗由玻璃、密封条、天窗骨架和控制电机等部件组成,而天幕玻璃相比于传统天窗结构相对简化,玻璃整体价值量占比显著提升,推动汽车玻璃由Tier2向Tier1进阶。

天幕玻璃提升延展座舱视觉空间,联合氛围灯满足消费者个性化需求,车内玻璃需求量提升

当前新的发展趋势将朝着天幕玻璃方向发展,相比于小天窗与全景天窗,天幕玻璃单车用量将得到较大提升。天幕玻璃、全景天窗与小天窗的单车面积分别为1.5-1.6平方米、1.2-1.3平方米和0.3-0.4平方米。

预计2025年天幕玻璃市场空间有望超90亿元

供需端共同促进天幕玻璃快速渗透,根据犀利点金预测,预计至2025年,中国天幕玻璃渗透率有望突破25%,对应国内市场空间超90亿元,持续保持高速增长。

05.重点公司分析

德赛西威之信息娱乐系统:自主座舱电子龙头企业,以客户资源优势切入域控制器赛道

德赛西威业务涵盖整车原厂配套和汽车售后市场服务领域,主要产品为车载信息娱乐系统、车载空调控制器、驾驶信息显示系统等。据高工智能汽车数据,2020 年中国信息娱乐系统前装标配搭载份额中,公司占比达16.29%,居于首位。APA、360高清环视系统和DMS已成功突破上汽通用、长城、上汽乘用车、蔚来等客户。IPU02集成L3以下所有ADAS功能,将规模化量产。基于英伟达Xavier的IPU03为小鹏P7实现配套,基于Orin的IPU04驾驶域控制器与理想展开战略合作。

经纬恒润之域控制器:深度合作ADAS市场芯片龙头Mobileye

经纬恒润智能驾驶域控制器ADCU采用Mobileye视觉感知方案(内置Eye Q4芯片),2020年Mobileye成为经纬恒润第二大供应商,采购金额占采购总额比重达到9.11%。

华阳集团之HUD:单品HUD表现优异,联动布局域控制器

公司的产品包括 HUD、中控屏、液晶仪表盘。根据高工智能汽车数据,华阳集团在国内的市场份额由2020年的2.39%增长至 2021 年的16.28%,位列第二,仅次于日本电装,已成为 HUD 自主供应商领头羊。华阳集团HUD,单品HUD表现优异,联动布局域控制器。


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