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文档简介

1、表 1:汽车座舱产品迭代鸿蒙 OS 系统有何不同?车载 OS 持续进化,面向未来交互增长仍有痛点座舱电子的历史发展经历了机械中控到信息娱乐系统再到智能座舱的演进。1)2000 年以前,产品主要是以 Radio、CD 机、空调控制器等机械产品实现简单的车内舒适性的控制;2)2000 年-2012 年,汽车进入电子时代,汽车座舱功能开始快速拓展,座舱内虽然仍以机械仪表盘为主,但已经开始出现了彩色中控显示屏,座舱内物理按键数量迅速增加;3)2013-2018 年得益于芯片的发展,汽车座舱开始进入多模交互的时代,尝试追求汽车互联。汽车座舱内彩色显示屏升级为大尺寸触摸屏,物理按键开始减少;4) 2019

2、 年以来,智能座舱概念确定,中控与仪表产生大量交互,产品形态也开始出现多联屏、HUD 等多屏幕,重视座舱沉浸式体验的营造。代表汽车中控区图例汽车座舱时代机械时代电子时代前智能时代后智能时代时间区间2000 年以前2001-2012 年2013-2018 年2019 年-未来座舱特征机械、电子仪表无中控屏少量物理按键 简单音频播放设备电子仪表为主 彩色中控显示屏单一操作系统、单一显示屏密集物理按键娱乐功能开始丰富功能液晶仪表盘 大尺寸触摸屏一机多屏物理按键数量减少语音交互、多场景生态系统多系统、多联屏虚拟呈现物理按键消失 人机互动多样化科技高度集成,互补智能驾驶资料来源:爱卡汽车,新一代的智能座

3、舱主要包括域控制器、仪表中控等显示器、HUD 等外设以及对于智能 驾驶和车联网的支持。伟世通的智能座舱概念图很好诠释了新一代智能座舱的主要构成,通过智能座舱域控制支持仪表、中控、副驾驶显示等外设,同时连接 HUD 以及其他智 能硬件。智能座舱除了硬件以外,未来最大的潜力是对于智能驾驶和车联网功能的支持。图 1:伟世通智能座舱概念图资料来源:伟世通官网,智能座舱发展的背后是芯片与操作系统的不断进化。智能座舱过去升级的技术来源于硬件和软件的迭代:1)芯片:从 MCU 到 SOC,可以支持多操作系统运行以及对于多路传感器输入和多路视频的输出,尤其是目前高通 8155 芯片配备 NPU 实现对智能驾驶

4、的支持;2)操作系统:从一开始 QNX 或者 Linux 的单一操作系统升级为多操作系统通过虚拟机同时运行。 图 2:智能座舱发展是芯片与操作系统的不断进化传统架构采用分布式结构,芯片算力要求较低,主要采用MCU,提供简单的信息娱乐功能系统BSPBSPBSPMCUMCUMCUCAN现有架构采用域控制架构,芯片算力提升,采用SOC,仪表和信息系统通过虚拟层互联一体化,更丰富的娱乐和整车控制体验进阶架构采用域控制器架构,芯片算力进一步提升,并支持神经网络运算,Info-ADAS一体化驾驶座舱解决方案,在原有信息娱乐基础上提供智能驾驶、车控以及更丰富的网联体验Freescale i.MX6CPU:u

5、p to 1.2GhzTIJacinto 6 CPU:1.5Ghz40nm28nm芯片16nm7nmIntel A3900seriesCPU:up to 1.9GhzQualcomm 8155 CPU:2.1Ghz资料来源:黑莓官网,佐思汽研,车东西,虚拟平台架构将成为当下智能座舱主流,未来操作系统将面向整车 SOA 化的持续更新升级。车内因为不同功能和部件的需求和特性不同,需要不同操作系统支持:仪表对于稳定性、可靠性和实时性有较高要求,一般应用 QNX 操作系统来支持,信息娱乐系统需要生态体验一般采用 Linux 或 Android,而车控需要更高的实时性和稳定性一般采用 Autosar R

6、TOS 作为操作系统。不同操作系统在同一硬件上运行就需要 Hypervisor(虚拟层)的加入实现各个操作系统资源调配和信息互通。以座舱域为基础的智能座舱在未来将普遍采用虚拟层+多操作系统的架构。展望未来,整车 SOA(面向服务架构, Service-Oriented-Architecture)化成为当下整车电子电气开发的焦点,将底层车控功能进一步软硬分离,成为一个个可调度的服务,最终将整车变为完整的智能终端。SOA 概念或以中间件形式实现,但操作系统也要做相应支持和升级。 图 3:未来智能汽车 SOA 架构图APPServiceServiceServiceServiceSOA Middlew

7、are应用服务框架OS与硬件ECUECUECUECU资料来源:汽车电子与软件,虚拟平台架构已然能满足多数需求,但面向未来车内车外交互的增加依然存在痛点。1)前端系统:当前通过虚拟层来交互仪表和中控,中间的交互信息依然有限。同时,随着万物互联如 V2X、手机与车机交互需求的增加,交互的流畅性和多样性受限。整车 SOA化后,车内也存在大量服务需要更先进的操作系统;2)后端生态:目前不同车企基于 Android 或者 Linux 开发系统,后端生态服务需要针对每个车企的 OS 做定制适配,成本极高。VS 基础 OS,鸿蒙兼顾生态、稳定和效率目前操作系统主要分为四类:1)基础型:QNX、Linux、A

8、ndroid、鸿蒙 OS 等可以包含系统内核以及底层支持;2)定制型:典型的如 VW.OS、特斯拉 Version 等基于基础性操作系统从系统内核到应用程序层进行深度构造,同时优化硬件资源利用;3)ROM 型操作系统:类似于小鹏 Xmart OS 基于安卓等自由构架进行汽车服务以及上层应用开发; 4)超级 APP:百度 Carlife、苹果 Carplay、华为 Hi-Car 等类似手机映射,主要是应用层系统调用系统已有接口相关功能,其余层级沿用已有系统架构。图 4:车内操作系统的主要分类资料来源:亿欧智库,鸿蒙 OS 是一款基于微内核的面向全场景的分布式操作系统。根据华为 2019 年公布的

9、发展路线图,鸿蒙 OS 布局很早,2017 年就开发完成了鸿蒙内核 1.0,2019 年在华为开发者大会上发布了鸿蒙 OS 1.0 版本。2021 年 6 月,华为正式推出鸿蒙 OS 2.0 版本,按照最初的规划,鸿蒙 OS 即将应用在车机上,成为座舱基础 OS 市场的新玩家。图 5:鸿蒙 OS 发展路线图资料来源:华为开发者大会,车机鸿蒙 OS 对生态端和硬件端均实现极为强劲的支持。1)鸿蒙 OS 车机系统在生态上可以对接华为原生应用和应用商城,对车企支持仪表应用、OEM 应用等;2)鸿蒙 OS车机系统可以支持一芯多屏、多并发、分布式外设、车载网络&多部件协同等特性。图 6:鸿蒙 OS 聚焦

10、生态图 7:面向“车”操作系统资料来源:华为发布会,资料来源:华为发布会,表 2:不同车载 OS 的对比鸿蒙 OS 基于微内核,兼具 QNX 和 Android 的优点,尤其国内华为服务支持在后端生态适配上更有优势。目前车载系统主要包括 QNX、Linux、Android,WinCE 目前基本退出了车载操作系统市场。QNX 是最为老牌的车载操作系统,作为微内核系统,QNX提供较高的安全性、稳定性和实时性,但对生态支持较差。Andorid 与之相反,生态上有现成的手机生态做支撑,但在安全稳定性较差,无法支持仪表。Linux 易于剪裁开发,大众 VW.OS 和特斯拉 Version 均基于 Lin

11、ux,特斯拉 Version 也直接支持使用 Linux 运行仪表软件,但 Linux 生态较弱。鸿蒙 OS 采用微内核,对于分布式产品只需要较少硬件资源就可以支持,响应速度较快,可以支持仪表等高实时稳定要求的部件工作。同时,鸿蒙 OS 具备大量生态,对比国内 Andorid 没有 GMS(Google Mobile Service)的支持在应用软件的适配成本较高,鸿蒙 OS 借助华为服务可以实现更快和更低成本的适配。车载 OS内核主要特点和优势劣势代表车企 OS鸿蒙 OS微内核可支持生态较强大同时微内核可以同时支持仪表和中控;具备自身MS,后端生态应用适配速度快系统稳定性仍需要检验;早期需要

12、自身芯片支持北汽极狐QNX微内核安全性、稳定性高、实时性强、开发 支持良好非开源,授权费用较高;应用生态较弱宝马 IDrive、奔驰MQLinux宏内核Android宏内核资料来源:亿欧智库,性能稳定,易于剪裁、方便定制、高效灵活拥有庞大的手机用户群体,已推出车规级操作系统,应用生态强大应用生态不完善,技术支持差,开发周期长安全性、稳定性差,无法适配仪表等安全性较高布局;国内没有 GMS 支 持,应用生态适配开发成本较高大众VW.OS、特斯拉 Version、阿里 Alios蔚来、小鹏等相比于 Android 系统,鸿蒙 OS 具有轻量化、安全性高、天生流畅、生态共享等优势。鸿蒙 OS 基于微

13、内核设计的分布式架构,便于跨端协同、实现生态共享。鸿蒙 OS 面向未来,其设计初衷是为满足物联网时代面向全场景的智能体验需求。鸿蒙 OS 采用分布式软总线核心技术,通过公共通信平台、分布式数据管理、分布式能力调度和虚拟外设四大能力,帮助实现一次开发、多端部署。同时,微内核设计便于鸿蒙 OS 在手机、电脑、手表、车机等不同体量的终端上运行。由于鸿蒙 OS 是微内核设计,天然无需 ROOT 权限,不容易崩溃死机。鸿蒙 OS 与 Android 的系统架构不同,鸿蒙 OS 是微内核设计,而 Android 系统是基于 Linux 的宏内核设计。Android 系统为了降低系统开发难度,宏内核包含了系

14、统多数的功能和模块,这些功能和模块都具有 ROOT 权限。这意味着只要一个模块出错,整个系统就会崩溃,这也是 Android 系统容易崩溃死机的原因。而鸿蒙 OS 基于微内核设计,无需 ROOT 权限,系统安全性相对更高。图 8:鸿蒙 OS 系统架构 图 9:Android 系统架构资料来源:华为开发者联盟,资料来源:CSDN,鸿蒙 OS 的数据 OPS 性能强,确定时延引擎确保用户交互体验流畅。Android 系统沿用 Linux 内核调度机制,采用面向服务器负荷的公平调度模式,所有资源调用平等对待,难以保障用户体验。而鸿蒙 OS 数据调入调出的OPS(Open Pluggable Spec

15、ification)性能相当于 Android 系统 Content Provider 的 1.3 倍,同时采用确定时延引擎,可匹配应用特征实现资源精准调度,用户交互体验更加流畅。此外,华为 HMS 可为车企节约 CP 对接的时间和成本。目前国内车企大多基于 Android开发,而谷歌 GMS 在国内受限,因此国内车企座舱 OS 需要基于 Android 自行对接适配 CP(Content Provider)。如果国内车企未来基于鸿蒙 OS 开发座舱 OS,华为可以为其提供一整套生态对接适配的 HMS(Huawei Mobile Service)服务,帮助车企节约成本、缩短开发周期。表 3:鸿

16、蒙 OS 对比Android 系统鸿蒙 OSAndroid 系统代码量800 万行关键代码+1.8 万个 API1 亿行(Linux 内核 2000 万行)内核微内核宏内核Root无有资源调度机制确定时延引擎公平调度模式OPS 性能(倍数)1.31APP 开发一次开发,多端部署单独适配资料来源:华为开发者大会,36 氪,相比于 QNX,鸿蒙 OS 的进程间通信效率更高。与鸿蒙 OS 一样,QNX 也是微内核系统,体量轻巧、反应迅速、运行速度快,因此 QNX 才能维持仪表的实时显示和安全稳定。鸿蒙 OS 在享有微内核设计优势的同时,还能保持进程间通信的性能。同样是微内核系统,鸿蒙 OS 的进程间

17、通信效率是谷歌 Fuchsia 的 5 倍,是 QNX 的 3 倍。 图 10:鸿蒙 OS 与 QNX 对比3x5xIPC执行次数/毫秒鸿蒙QNXFuchsia资料来源:华为开发者大会,VS 车企 OS,鸿蒙生态更为健全智能座舱连接车企与消费者,也是车内交互体验最为重要的部分,各个车企均推出自身车载 OS 迈入智能化时代。分派系来看,国外传统车企的 ROM 型座舱 OS 一般基于 QNX 或 Linux 开发,豪华品牌 BBA 的座舱 OS 均基于 QNX 开发,丰田、通用凯迪拉克则基于 Linux 开发。由于国内 Android 应用生态更好,国内自主品牌和造车新势力大多基于 Android

18、 定制座舱 OS,例如比亚迪 DiLink、吉利 GKUI 和小鹏 Xmart OS。除了车企以外,国内还有一些第三方服务商为车企开发座舱 OS 提供全套解决方案及相应的定制化服务,例如仙豆智能、梧桐车联、斑马网络、亿咖通科技和百度车联网。这些第三方服务商往往与车企或互联网公司深度合作,以斑马网络为例,阿里巴巴集团是斑马网络第一大股东,斑马智行座舱 OS 也是基于 AliOS 开发而来,目前斑马智行座舱 OS 搭载于上汽乘用车的各大车型。表 4:全球车企座舱 OS 一览品牌座舱 OS 名称底层 OS特斯拉VersionLinux大众VW.OS (在研)AGL/QNX奔驰MBUXQNX宝马iDr

19、iveQNX奧迪MMIQNX国外车企福特Sync3QNX沃尔沃SensusQNX丰田G-BookLinux凯迪拉克CUELinux本田Honda ConnectAndroid雪佛兰MyLinkAndroid国内传统车企比亚迪DiLinkAndroid国内造车新势力吉利GKUIAndroid长城Fun-LifeAndroid长安TINNOVE OSAndroid上汽乘用车斑马智行(AliOS)Linux广汽ADiGOAndroid蔚来NIO OSAndroid小鹏Xmart OSAndroid理想Li OS (在研)Android第三方服务商仙豆智能(与长城深度合作)梧桐车联(腾讯与长安合资)斑

20、马网络(阿里系)亿咖通科技(吉利子公司)Fun-LifeAndroidTINNOVE OSAndroid斑马智行(AliOS)Linux GKUIAndroid百度车联网小度车载 OSAndroid资料来源:公司官网,盖世汽车,佐思汽研,国外传统车企的 ROM 型座舱 OS 一般基于 QNX 或 Linux 开发,风格老派保守。以最新款奥迪 A3 为例,搭载奥迪 MMI 座舱系统,底层 OS 为 QNX。系统主界面风格老派,仅支持少量常规应用,智能生态只能通过接入 CarPlay 来实现。可语音控制导航、拨号等功能,但是不支持语音控制车身车窗等部件。图 11:奥迪 A3 座舱 图 12:奥迪

21、MMI 系统界面资料来源:公司官网,资料来源:公司官网,国内自主车企大多基于 Android 定制座舱 OS,智能化程度相对较高。以小鹏 P7 为例,搭载 Xmart OS 车载智能系统,底层 OS 为 Android。小鹏 Xmart 座舱 OS 生态完善,支持 app 覆盖视频、音乐、游戏,提供应用商城,车主可下载扩展几乎所有常用 app。系统操作流畅,语音识别准确、反应快、支持声源定位,可通过语音实现空调、车窗等车身控制功能,甚至可语音控制主驾座椅前后移动。图 13:小鹏 P7 座舱图 14:小鹏 Xmart OS 界面资料来源:公司官网,资料来源:公司官网,总的来说,国外传统车企的座舱

22、 OS 追求稳定性和安全性,生态支持、智能化应用体验相对落后;自主车企依托国内成熟的 Android 应用生态,座舱 OS 操作流畅、语音控制能力强、信息娱乐功能完善,但是基于 Android 的座舱 OS 容易崩溃死机。国内车企多基于 Android 系统开发,当下生态仍在搭建中,相对不完善,部分车企车机流畅度体验仍未完美。由于国内 Android 应用生态更好,国内自主品牌和造车新势力大多基于 Android 定制座舱 OS。我们选取国内自主品牌中的比亚迪、吉利和上汽乘用车,选取造车新势力中的蔚来、小鹏和理想,从操作流畅度、语音控制能力和生态应用能力三个维度横向对比国内不同车企座舱 OS

23、的性能。1)操作流畅度:总体均较好,有部分车机相对卡顿;2)语音:不同车机反应速度和准确性有一定差异,在应用支持上小鹏、理想均可以实现对于所有应用的语音控制;3)从应用生态上普遍较少,比亚迪可以支持安卓商店的直接 APP 下载,各家车机目前在筹划搭建应用商城。表 5:国内车企座舱 OS 性能对比座舱 OS 名称比亚迪 DiLink吉利 GKUI斑马智行蔚来 NIO OS小鹏 Xmart OS理想 Li OS(在研)代表车型比亚迪汉吉利帝豪 S上汽 MARVEL R蔚来ES8小鹏P7理想 ONE底层 OSAndroidAndroidLinuxAndroidAndroidAndroid操作流畅度语

24、音控制能力反应速度识别准确率车机控制车身控制影音播放控制车窗天窗影音播放控制车窗天窗影音播放控制车窗天窗影音播放控制车窗天窗开关影音播放控制可见即可说车窗天窗开关影音播放控制可见即可说车窗天窗空调开关空调开关空调开关开关幅度可控座椅移动空调开关语音灵活性生态应用能力导航可自由下载APP高德地图高德地图百度地图高德地图高德地图、腾讯地图信息娱乐可自由下载APP酷我音乐喜马拉雅酷我音乐快手QQ 音乐、爱奇艺喜马拉雅基本覆盖QQ 音乐、爱奇艺哔哩哔哩等1游戏可自由下载APP无无无提供部分游戏无应用可扩展可自由下载APP无无无有应用商城无资料来源:42 号车库,公司官网,总体来看,造车新势力、比亚迪的

25、座舱 OS 体验优于国内其他自主品牌,但生态相对匮乏依然是是各家车企目前均会面临的问题。鸿蒙 OS 的全场景应用服务生态已经覆盖生活中常用的智能化应用,第一期原生应用 APP 超过 30 个,未来合作 APP 多达上百个。图 15:鸿蒙 OS 现有生态应用资料来源:华为开发者大会,座舱硬件,域控制器引入改变格局座舱硬件市场快速扩容,2025 年有望近千亿智能座舱将进入快速渗透时间,量价齐升支撑行业规模快速增长。根据高工智能汽车统计,2020 上半年座舱产品车载信息娱乐系统、驾驶信息显示系统、HUD、流媒体后视镜、行车记录仪、后排液晶显示渗透率分别为 69.8%、15.6%、3.4%、0.7%、

26、8.0%、 0.2%。其中车载信息娱乐系统功能集成度较高,产品较为成熟,渗透率最高,其他产品均处于快速发展期,渗透率均在 15%以内。根据 IHS Markit 统计预测,2020 年智能座舱产品(车载信息娱乐系统、驾驶信息显示系统、HUD、座舱域控制器、流媒体相关部件、行车记录仪及其他)市场规模约 500 亿元。随着芯片快速迭代以及 5G 技术的逐步落地,主机厂纷纷推出搭载智能座舱产品的新车型,预计 2030 年市场规模约 1650 亿元,2019-2030 年 CAGR 约 12.7%。1 理想 ONE 中央娱乐屏支持微信、QQ 音乐和喜马拉雅;副驾屏支持爱奇艺、哔哩哔哩(尚不支持倍速播放

27、、清晰度选择)、爱趣听和卡拉 OK;副驾播放视频可投屏至中央娱乐屏 图 16:中国汽车智能座舱市场空间(单位:亿元)资料来源:IHS,电子电气架构升级诞生座舱域控制器,软硬解耦引发供应链变化。对于座舱电子生态而言,整车电子电气架构的升级以及软硬解耦趋势下行业发生显著变化。1)电子电气架构从分布式向集中式升级,仪表、信息娱乐系统、操控屏以及 HUD 等从单独的控制器整合为座舱域控制器;2)电子电气架构变迁也同时带来软件架构的变化,软硬解耦成为趋势,此前 Tier1 整合软件供应商或自己提供部分软件服务到当下 Tier1 主要提供硬件以及底层软件,软件供应商提供中间件和应用软件服务。图 17:电子

28、电气架构演变诞生域控制器图 18:软硬解耦带来供应商职责变化汽车软件供应商汽车软件供应商资料来源:博世,资料来源:光庭信息招股说明书,当下主要 Tier1 均开始推出座舱域控制产品。随着众厂商逐渐入局域控架构赛道,未来域控制器 EE 架构将越来越多地被采用,域控制器将在智能座舱中扮演非常重要的角色。目前域控制器领先企业主要包括博世、电装、大陆、TTTech、Aptiv、伟世通等国际 Tier 1 巨头。国内,德赛西威为代表的零部件企业近年来也和部分造车新势力企业建立了配套关系。表 6:典型座舱域控制器厂商及其方案和客户域控制器厂商计算平台座舱域控制器名称座舱域控制器客户伟世通高通SmartCo

29、re吉利,戴姆勒奔驰,东风,广汽大陆高通、瑞萨集成式车声电子平台IIP-博世高通AIcarcomputer通用、福特Aptiv英特尔ICC长城,奥迪,法拉利,沃尔沃华为车用版麒麟芯片CDC 智能座舱平台新宝骏 RC-6 车型(2020)德赛西威高通 820A德州仪器 J6智能座舱域控制器理想汽车、天际汽车东软睿驰英特尔高通资料来源:智研咨询,佐思汽研,C4-Alfus C4-Pro红旗,星途 LX域控制器不仅能提供更为全面的硬件功能支持以及更为便利的开发模式,而且综合成本下降也有利于车型推广。根据高工智能汽车研究院统计,2020 上半年我国 L2 级别以上智能座舱车辆共计 42.5 万辆,渗透

30、率达 5.65%;L3 级别以上拥有集成座舱域车辆共计2.7 万辆,渗透率达 0.36%。目前国内已量产上市配置座舱域控制器方案的部分车型,价格区间为 13.96 至 53.98 万元,跨幅较大,从高端车型到小鹏 P7 等中端车型广汽 Aion S 均有配置座舱域控制器。表 7:已量产上市配置座舱域控制器方案的部分车型车型屏幕数量屏幕尺寸芯片型号车载系统厂商指导价(万元)2020 年销量(辆)2021 年 1-5 月销量(辆)特斯拉 Model 3215.4A3950Version26.67-33.9913806994031小鹏P7225.2骁龙 820AXmart OS20.99-40.99

31、852714766理想 ONE450.9骁龙 820ALi OS(在研)33.803117522441广汽Aion S224.85-ADiGO2.013.96-20.584609124536红旗 H9444.8-Smile 1.030.98-53.981475714289资料来源:中汽协、汽车之家,根据域控制器供应商技术迭代速度、智能座舱市场发展预测,以及未来几年各大车厂新车发布计划,预估 2025 年国内市场乘用车销量将达到 2573.2 万辆(按照每年 5%复合增速预测),采用座舱域控制器方案的乘用车渗透率有望达到 30%左右。 图 19:座舱域控制器车型销量及渗透率预测(万辆)30002

32、50020001500100050002020座舱域控制器车型传统座舱车型2025E资料来源:IHS,中汽协,域控制器的引入也带来座舱市场空间驱动因素的变化。1)智能座舱:围绕域控制器渗透以及其他外设跟进带来智能座舱规模的提升;2)传统座舱:分布式架构下依然以仪表升级液晶仪表、中控大屏升级作为驱动;3)智能硬件:HUD、流媒体后视镜、行车记录仪等后排液晶显示等 HMI 智能外设进一步强化沉浸式体验。汽车智能座舱价值量可以根据汽车电子架构分为分布式 ECU 架构和域控制器 EE 架构两类来分别计算。在分布式 ECU 架构下,智能座舱的价值量由车载信息娱乐系统、驾驶信息显示系统、HUD、流媒体后视

33、镜、行车记录仪、后排液晶显示等产品价值量合并得出。参考汽车之家渗透率统计预测数据,得到如下传统智能座舱价值量分解表。表 8:智能座舱未来空间测算(亿元)20202025E乘用车销量(万辆)2016.22573.2渗透率单车价值(元)市场空间(亿元)渗透率单车价值(元)市场空间(亿元)域控制器下智能座舱35.130%301.1汽车显示屏双联屏2%20008.518%150069.5三联屏以上1%35007.112%250077.2域控制器中低端1%15003.415%100038.6高端2%400016.115%3000115.8传统智能座舱335.970%490.1车载信息娱乐系统70%200

34、0281.568%1800314.5驾驶信息显示系统15%180054.446%1500175.6智能硬件18.5145.4HUD3%150010.325%120077.2流媒体后视镜1%8001.115%70027.0行车记录仪8%3004.840%25025.7后排液晶显示1%11002.26%100015.4智能座舱(合计)1931389.4100%3640936.6资料来源:高工智能,佐思汽研,由此我们可以得出中国汽车智能座舱主要产品的市场规模由 2020 年的 389.4 亿元升至2025 年的 936.6 亿元,2020-2025 年 CAGR 为 19.2%(2020 年 HIS

35、 数据为 500 亿左右,差异主要本次测算中未统计传统座舱等产品)。其中,域控制器智能座舱市场规模由2020 年的 35.1 亿升至 2025 年的 301.1 亿,2020-2025 年 CAGR 为 53.7%;传统智能座舱市场规模由 2020 年的 335.9 亿升至 2025 年的 490.1 亿,2020-2025 年 CAGR 为7.8%。HUD、流媒体后视镜、行车记录仪、后排液晶显示等智能硬件市场规模由 2020年的 18.5 亿升至 2025 年的 145.4 亿,2020-2025 年 CAGR 为 51.1%。 图 20:中国汽车智能座舱主要产品的市场规模(亿元)1,000

36、900800700600500400300200100020202025E域控制器智能座舱 传统智能座舱HUD流媒体后视镜行车记录仪后排液晶显示资料来源:芯片:高端芯片的投入要求改变原有格局汽车使用的计算芯片按集成规模可分为 MCU 芯片和 SoC 芯片,其中 MCU 芯片通常采用低于 40 纳米的成熟工艺节点制造。其相比消费级芯片,车规级芯片对可靠性、安全性的要求更加严格,温度、湿度、碰撞强度等多个维度范围更宽,可承受的更为严苛的极限条件,现广泛应用于汽车自动驾驶和智能座舱领域。根据 IHS Markit 统计,目前 MCU 芯片主要市场份额被国际大厂占据,前七大供应商共占 98%的市场份额

37、,行业集中度 CR4 为 79%,属于极高寡占型市场。图 21:车用 MCU 供应商市场份额图 22:车用 MCU 供应商 2020 年收入(百万美元)16,00014,00012,00010,0008,0006,0004,0002,0000瑞萨电子恩智浦半导体英飞凌赛普拉斯半导体德州仪器微芯科技意法半导体其他资料来源:IHS Markit,资料来源:Wind,Bloomberg,智能座舱芯片对于更高性能的需求需要制程的提升,高通凭借手机端的规模支持优势明显。随着智能驾驶的发展,汽车芯片的算力逐渐追赶上手机芯片,一芯多屏的发展趋势对芯片算力提出更高要求,更高算力的主控芯片不断出现,主控芯片成为

38、整车控制的核心,也带动了智能座舱这一细分领域的迭代。因此 MCU 芯片渐渐不能满足智能座舱跨场景、多样化人机互动的高需求,而能支持运行多任务、复杂系统的 SoC 芯片将得到越来越多地选择。但由于芯片开发需求复杂,芯片设计、测试等环节要求更高的成本和时间投入,传统汽车芯片厂商逐渐表现吃力。高通凭借消费级芯片较大的出货量共担成本,并结合自身积累下来的芯片研发技术优势,在高制程 SoC 芯片上具有较强的先发优势。目前,智能座舱芯片的市场主要竞争者有消费电子领域厂商高通、英特尔、联发科等,以及传统汽车芯片厂商 NXP、德州仪器、瑞萨电子等。高通 SA8155P 以高达 85k DMIPS 的 CPU

39、算力和 1142 GFLOPS 的 GPU 算力领先其他芯片厂商,是目前智能座舱主要使用的 SoC 芯片之一。华为麒麟芯片性能优异,背靠消费电子业务具有同等优势。华为于今年发布麒麟 990A,主要是面向座舱的主芯片,其 CPU 为四核泰山 V120 lite 加 4 核 Cortex-A55,GPU 为 Mali-G76,支持 5G 网络连接。华为计划与北汽合作制作智能座舱,且双方合作突破电动车领域,将合作范围拓展到燃油车领域。表 9:智能座舱 SoC 芯片主要竞争者及其代表产品芯片厂商高通华为英特尔联发科恩智浦德州仪器瑞萨型号SA8155P820AKirin 990AA3950MT2712i

40、.mx8QMJacinto7R-CAR H3发布时间 20192016202120182019201720202015工艺制程7nm14nm28nm14nm28nm28nm16nm16nm内核数 84846648CPU 算力85k/DMIPS45.2k未知42k22k26k22k45KGPU 频率700MHZ624MHZ未知650MHZ900MHZ850MHZ750MHZ600MHZGPU 算力1142588未知216133128166.4288/GFLOPS资料来源:公司官网,佐思汽研,车东西,国内其他初创芯片企业以 AI 芯片为切入点,未来也有望进军座舱芯片。国内芯片厂商虽和全球企业存在一

41、定差距,但布局力度仍将持续加大。相对国外芯片企业,国内企业相关研发时间均在 2010 年后,起步较晚。2019 年 8 月世界人工智能大会,地平线发布的征程 2 芯片成为国内首款车规级 AI 芯片,率先推出的车规级 AI 芯片表明实现了中国车规级 AI 芯片量产零的突破。未来国内芯片厂商都有较为明确的发布计划,芯驰科技和芯擎科技都计划于今年上市自研智能座舱芯片;地平线和黑芝麻预计明年后发布自己新的智能驾驶芯片。表 10:国内智能座舱 SoC 芯片主要竞争者芯片研发计划芯驰科技芯擎科技地平线黑芝麻型号X9USE1000征程 3A1000发布时间2021202120202020制程16nm7nm1

42、6nm16nm相关信息8 内核;CPU 算力 100k DMIPS等效 5 AI TOPS,4 核A53;支持 468 内核;AI 算 力:70 TOPS;车规级:AEC Q-100路 Camera 接入ASIL B系统ASIL D资料来源:佐思汽研、各公司官网,集成:域控制化驱动份额集中传统信息娱乐系统格局相对分散,零部件、电子企业均有一定份额。从全球看,车载信息娱乐系统行业市场化水平较高,生产厂家较为分散,行业主要由资本与技术实力雄厚、与整车企业的关联较大的传统零部件厂商如博世、电装等,以及拥有更高领先技术和产业链整合能力的电子企业如松下、先锋电子等厂商参与。其中传统零部件厂商所生产的车载

43、信息娱乐系统在前装市场占据了大部分市场份额。根据伟世通统计,2015 年车载信息娱乐系统市场行业集中度 CR4 和 CR8 分别为 39%和 63%,属于低集中寡占型市场。仪表因为更高安全等级要求,份额更为集中。汽车液晶仪表方面,根据伟世通 2015 年的年报资料,全球仪表主要份额被大陆、电装、伟世通、日本精机等公司占据,行业集中度较高。图 23:2015 年全球车载信息娱乐系统市场图 24:2015 全球汽车仪表盘市场份额马瑞利, 3%伟世通, 3%LG, 3%其他, 13% 哈曼, 13%阿尔派, 10%博世, 4%德尔福, 5%其他, 9%大陆, 26%Tom Tom, 3% 松下, 3

44、%大陆, 4%歌乐, 5%现代摩比斯, 6%福特, 6%电装, 7%博世, 9%三菱电机,7%马瑞利, 7%日本精机, 10%矢崎, 6%伟世通, 16%电装, 17%爱信AW, 5%资料来源:伟世通,资料来源:伟世通,国内厂商在信息娱乐系统能力已较为健全,尤其制造能力出众。相对于底盘电子、动力电子等领域,座舱电子是国内更为成熟的产业。目前座舱领域对制造要求进一步提升,国内企业性价比与服务优势更为明显。公司名称分类相关业务2020 年收入表 11:全球主要从事车载信息娱乐系统企业博世汽车零部件导航系统、车载信息设备71,494 百万欧元(联合汽车电子系统公司收入 1,663 百万欧元)德尔福汽

45、车零部件控制音响、车载信息娱乐-37,722 百万欧元大陆集团汽车零部件导航系统(车联网与信息收入 7,856 百万欧元)电装汽车零部件导航系统、移动通信49,367 亿日元伟世通汽车零部件音响、信息娱乐、驾驶信息2,548 百万美元爱信 AW汽车零部件车载信息娱乐系统、导航面板、视听产品2019 年为 15,881 亿日元先锋电子大型车载音响、汽车导航系统、高精度地图-松下电子导航系统66,988 亿日元哈曼电子影音娱乐、汽车音响、信息娱乐系统-歌乐电子车载音响、车载导航系统-阿尔派电子车载导航系统、监视器、汽车音响等7,180 亿日元JVC 建伍电子车载导航设备、车载音响、家庭音响-德赛西

46、威汽车零部件车载信息娱乐系统、空调控制器、驾驶信息显示系统6,799 百万元均胜电子汽车零部件车载信息娱乐系统、空调控制系统、智能车联电子系统、汽车内饰47,890 百万元华阳集团汽车零部件车载视频播放器、车载影音导航系统、车载音频播放器航盛电子汽车零部件车载信息娱乐系统、空调控制器、驾驶信息显示系统3,374 百万元-资料来源:公司官网,Wind,注:德尔福被博格华纳收购退市;哈曼被三星收购退市;歌乐被佛吉亚收购退市;航盛电子未上市,部分企业尚未披露 2020 年情况根据头豹研究院统计,2020 年国内液晶仪表主要也是由国际 Tier1 企业以及他们在国内的合资公司配套为主,外资的占比份额较

47、高。 图 25:2020 年中国汽车液晶仪表行业市场份额大陆爱信精机电装伟世通博世马瑞利其他资料来源:头豹研究院,德赛西威在信息娱乐系统市场份额位居第一,新的座舱时代有望凭借域控制器进一步延展仪表份额。根据高工智能汽车研究院统计,2020 年中国前装标配搭载信息娱乐系统的供应商 CR4 分别为 41% / 39%(带屏/ 10 英寸以上),仍属于低集中寡占型市场,德赛西威在国内高中低市场都有不错的市占率表现。德赛西威在仪表领域的市占率目前相对较低,但在新的智能座舱时代通过域控制器同时支撑仪表和信息娱乐系统,有望帮助德赛西威延展仪表市场。图 26:2020 年中国信息娱乐系统(带屏)前装标配搭载

48、量占比图 27:2020 年中国信息娱乐系统(10 英寸以上)前装标配搭载量占 比其他, 25%德赛西威,16%安波福, 10%其他, 26%德赛西威,11%阿尔派, 10%东软, 4%先锋, 6%北斗星通, 6%三菱, 6%哈曼,6%航盛, 8%天宝, 7%阿尔派, 7%现代摩比斯, 4%天宝, 5%博泰, 5%三菱, 5%佛吉亚, 7%哈曼, 9%东软, 9%北斗星通, 8%资料来源:高工智能汽车研究院,资料来源:高工智能汽车研究院,屏幕:价值量占比提升汽车显示屏目前正向类似消费类电子产品大屏化、高清化的应用方向发展,同时对显示屏的高寒、高温、稳定性等有更高的要求。在智能座舱中汽车显示屏现

49、在主要应用于智能中控屏和液晶仪表盘两个智能化零部件上。根据 IHS Markit 预测,目前中控屏幕大多以 800 x 480 为主要规格,未来在 12 英寸以上屏幕上大部分都将以 1280 x 720 为主要规格,甚至一些屏幕会升级至 1920 x 1080,长期来看 50 万像素以下的屏幕将逐步减少至不足 30%,50-100 万像素屏幕占比将增长至 60%以上,另有超过 10%的屏幕将配置百万像素以上分辨率。图 28:车载显示屏分辨率趋势资料来源:IHS Markit,智能中控屏按面板类型可分为 LCD 和 OLED 两大类。LCD 指液晶显示屏,需要依靠背光源发光,目前多数座舱采用 L

50、CD 中控屏;OLED 指可以主动发光的面板,由于对比度强、色彩鲜艳,且形态可弯曲,越来越多的智能座舱开始采用 OLED 解决方案。图 29:LCD 与 OLED 差异资料来源:LG,在目前各类座舱产品中,智能中控屏的渗透率远远领先于其他产品。根据 Omdia 统计, 2020 年全球汽车用显示屏出货量达到了 1.27 亿片,其中中控显示屏出货 7380 万片,占车用显示屏出货量的 58.1%;电子仪表盘出货 4680 万片,占比第二。结合智能座舱的发展方向,未来汽车显示屏还可广泛应用于 HUD、流媒体后视镜、后排液晶显示屏,市场空间巨大。根据 IHS Markit 统计,2019 年车载显示

51、屏前八大供应商分别为 JDI、天马、友达光电、LGD、群创光电、夏普、龙腾,行业集中度 CR4 和 CR8 分别为 58%和 88%,属于极高寡占型市场。 图 30:2019 年车载显示屏(面板)市场格局12%16%7%14%8%10%14%14%JDITianmaAUOLGDInnoluxSharpIVOOthers资料来源:IHS Markit,显示屏在智能座舱比重持续提升,Tier1 和显示屏企业均有望获取一定份额。多屏、高画质以及曲面等应用,显示屏的价值量持续提升。显示屏主要成本包括面板、背光模组以及集成。为获取更大座舱价值,Tier1 目前加大对于屏的投入,主要采购面板、光学元件等集

52、成。而屏幕企业也有望给主机厂直接提供屏幕模组。我们认为未来 Tier1 和屏幕企业均有望获得一定份额。 图 31:LCD 成本拆分4%14%29%10%10%18%15%背光模组彩色滤光玻璃基板驱动IC偏光片液晶材料其他资料来源:头豹研究,产品分类产品介绍产品优势产品劣势装配市场产品现状表 12:HUD 三种产品对比HUD:国内企业快速崛起HUD(Head Up Display),即汽车抬头显示系统,可以把时速、导航等行车信息投影驾驶员的前挡风玻璃上,使驾驶员不必低头、转头就能看清重要的驾驶信息。HUD 整体结构主要包括 PCB 板(主控 PCB、光源 PCB 和显示转接板等)、LED 光源单

53、元、显示部分(投影显示等)和镜面部分(反射镜等)。目前 HUD 主要有三种产品形态,组合型抬头显示系统(Combiner HUD)、挡风玻璃型抬头显示系统(Windshield HUD)和增强现实型抬头显示系统(Augmented Reality HUD)。C-HUD外置半透明树脂玻璃价格便宜适配性高方便安装技术成熟成像区域较小,投影信息有限,且非完全平视投影信息显示不稳定汽车发生事故易造成二次伤害后装市场逐渐被淘汰W-HUD汽车前挡风玻璃作为成像载体成像区域较大,投影信息增多一体化安装更安全价格较高前装市场目前市场主流AR-HUD汽车前挡风玻璃作为成像载体AR 技术成像区域非常大行车信息与实

54、景融合,使用方便价格较高 技术要求较高前装市场未来发展方向资料来源:根据佐思汽研统计,2016 年全球主要 HUD 厂商都为国外企业,前六大供应商分别为日本精机、大陆、电装、伟世通、博世和矢崎,行业集中度 CR4 92%,属于极高寡占型市场。根据高工智能汽车研究院统计,2020 年上半年中国 HUD 渗透率为 3.39%,搭载量增速为 72.39%,市场发展迅速,近年国内厂商如华阳、泽景等众多厂商也纷纷入局 HUD市场。 图 32:2016 年全球 HUD 市场格局日本精机大陆电装伟世通博世矢崎其他资料来源:佐思汽研,座舱软件:定制需求仍处爆发期,后端生态是未来发展重点软件内容将成为未来汽车价

55、值主导软件将逐渐成为汽车内容的重点,智能驾驶和智能座舱软件将是未来主要发力点。根据麦肯锡的预测,2030 年汽车中 30%的内容结构占比将来源于软件,将形成 840 亿美金的全球规模。其中,智能驾驶(ADAS and AD)的占比最高,将贡献 430 亿美金的收入,智能座舱相关软件和服务(Infotainment、connectivity、security、connected services)占比第二,预计贡献 180 亿美金。图 33:全球软件与硬件内容占比图 34:未来汽车软件收入分布(亿美元)100%80%100060%40%20%0%25%7%27%41%10%30%68%63%29

56、%201020162030500020202025OS and Middleware Body and energy Powertrain and chassis2030硬件驱动软件驱动其他Infortainment,connectivity,security,connected service ADAS and AD资料来源:麦肯锡,光庭信息招股说明书,资料来源:麦肯锡,软硬解耦背景下,嵌入式软件从软硬一体提供或将以授权费的形式收费。车载软件的商业模式主要可以分为四类:1)嵌入式软件:嵌入式软件是过去车载软件最为典型的商业模式,比如车身稳定系统(ESC)主要是将软件烧录到底盘电子 ECU 中

57、供货给主机厂,是软硬一体的解决方案;2)软件外包:车企自建软件中心后对于一些基础软件代码编写依然需要大量的人力需求,也需要软件外包服务,典型的就是车载 OS 的软件外包服务;3)软件解决方案:对于实力较弱的车企软件服务商直接提供完整全套解决方案,表 13:车载软件的不同商业模式Mobileye 也提供 IP 供国内供应商定制提供智能驾驶解决方案供应商;4)授权费:授权费模式随着智能汽车发展和架构软硬分离将成为未来最为重要的商业模式。过去软硬一体的嵌入式软件或将变为硬件预埋保证硬件支持,再通应用商城或者 OTA 服务形式推送对应的智驾服务应用,并收取授权费。目前 QNX 操作系统、导航、语音等都

58、以授权费形式收费,后续车控软件以及智能驾驶应用等均可以通过授权费形式实现收费。商业模式介绍典型模式嵌入式软件软件外包软件解决方案汽车分布式架构下汽车软件的典型呈现形式,控制器上直接烧录软件,一般不需要操作系统支持,AP Autosar 等支持下将有望软硬解耦软件公司依照合作协议书接纳发包方的邀约,为发包方出示软件开发业务外包有关服务软件开发企业对于顾客必须为自身定制一套软件定制开发计划方案并依据计划方案去执行车身稳定系统、车灯控制器等车企软件中心定制车载 OS对实力较弱的车企给予整套解决方案授权费研发完整软件 SDK,通过授权费形式使用应用QNX 操作系统、导航引擎、语音引擎、智能驾驶方案等资

59、料来源:操作系统定制需求处于爆发期目前操作系统,操作系统目前以 QNX 和 Linux(含 Android)占据主要市场份额,2017年 QNX 和 Linux(含 Android)市场份额分别为 49%和 20%,占据市场主流。QNX 市场占率率长期较为稳定,根据 2021Q1 黑莓的财报披露,据知名独立调研公司 Strategy Analytics 统计,目前全球已有超过 1.95 亿辆汽车搭载 BlackBerry QNX 软件,较 2020年增长了 2000 万辆。Linux(含 Android)近几年占比快速上升。 图 35:2017 年全球车载操作系统市场格局15%16%49%20

60、%QNXLinux(含Android)WinCEOtherOS资料来源:盖世汽车,操作系统主要采用授权费以及服务支持实现收入。以 QNX 操作系统为例,收入模式主要是以对每台采用的车收取授权费以及对于 QNX 操作系统服务支持作为收费。黑莓自手机业务萎缩后,主要集中于企业软件服务和车载 QNX 推广,2020 年收入为 8.04 亿美元,其中 Licence and other 收入为 2.72 亿美元。公司根据当前订单统计,未来将实现的 QNX 授权费用的收入为 4.5 亿美元,2021Q1 公司更新QNX 授权费用最新收入预测为 4.9 亿美元。图 36:黑莓营业收入构成(百万美元)图 3

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