在全球化時代，世界各國的供應(yīng)鏈間已形成了緊密的聯(lián)系，任何一個地區(qū)的問題都可能引發(fā)全球 的連鎖反應(yīng)。近期爆發(fā)的俄烏沖突已經(jīng)產(chǎn)生了外溢效應(yīng)，對歐洲汽車供應(yīng)鏈造成了一定沖擊，也 為中國汽車供應(yīng)鏈安全敲響了警鐘。
烏克蘭是歐洲重要的線束生產(chǎn)基地，俄烏沖突爆發(fā)后，全球線束龍頭萊尼在烏克蘭的 2 家合計超 過 7000 名員工的分工廠已無限期關(guān)閉，日本線束供應(yīng)商住友電氣在烏克蘭開設(shè)的 6000 人工廠也 已停工，安波福則宣布在數(shù)月內(nèi)轉(zhuǎn)移烏克蘭工廠全部產(chǎn)能。萊尼是歐洲大多數(shù)整車企業(yè)的供應(yīng)商， 其烏克蘭線束工廠的停工對歐洲汽車供應(yīng)鏈造成了直接的沖擊，大眾茨維考工廠以及德累斯頓玻 璃工廠分別被迫停工 4 天和 3 天，保時捷、奧迪、奔馳等廠商的歐洲工廠也將被迫減少產(chǎn)量。
除了線束外，烏克蘭是氙、氪、氖等電子特氣的出口大國，電子特氣在 IGBT、MEMS 及電源管 理芯片等汽車芯片的生產(chǎn)中不可或缺；俄羅斯則是全球第一大鈀生產(chǎn)國，2021 年鈀產(chǎn)量占全球比 重達 43%，鈀也是半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)鍵材料，若俄烏沖突延續(xù)，或?qū)⑹沟萌蚱囆酒?yīng)短缺雪 上加霜。
盡管中國已成為全球最大汽車生產(chǎn)國和銷售國，但中國尚未實現(xiàn)汽車供應(yīng)鏈完全自主可控，在汽 車芯片、車載操作系統(tǒng)等細分領(lǐng)域仍然依賴外資。2021 年延續(xù)至今的芯片短缺導(dǎo)致國內(nèi)汽車芯片 市場出現(xiàn)了哄抬價格、囤貨居奇的亂象，更使得車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)鏈自主不可控的問題暴露無遺。 在國際局勢復(fù)雜、中美關(guān)系緊張、外國技術(shù)封鎖始終存在的當(dāng)下，汽車芯片等關(guān)鍵零部件存在斷 供風(fēng)險，一旦汽車芯片等遭到封鎖，對國內(nèi)汽車供應(yīng)鏈將造成打擊。為了保障國內(nèi)汽車供應(yīng)鏈安 全，發(fā)展車規(guī)級芯片等關(guān)鍵零部件、實現(xiàn)關(guān)鍵零部件自主可控，將成為國家汽車產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略 方向。
為了實現(xiàn)汽車芯片等關(guān)鍵零部件自主可控，多位汽車界代表提出需要加強政府、整車企業(yè)以及零 部件企業(yè)間的協(xié)同：政府需要牽頭加大對汽車芯片等產(chǎn)業(yè)鏈的精準扶持，制定和落實針對汽車關(guān) 鍵零部件的專項激勵措施，并制定國產(chǎn)車載芯片等關(guān)鍵領(lǐng)域的發(fā)展綱要；整車企業(yè)需要積極扶持 重點零部件企業(yè)，加大對重點零部件企業(yè)的投資，協(xié)助零部件企業(yè)完成試驗認證，加快推動國產(chǎn) 車載芯片等量產(chǎn)上車；零部件企業(yè)也需要積極研發(fā)產(chǎn)品，并與整車企業(yè)加強溝通與合作，保證汽車芯片等關(guān)鍵零部件的安全性和一致性。在產(chǎn)業(yè)各方的全面協(xié)力下，國產(chǎn)芯片等關(guān)鍵零部件也將 迎來發(fā)展機遇，汽車芯片等關(guān)鍵零部件的斷供風(fēng)險將逐步被化解。
我們對 2016-2021 年汽車零配件進出口情況進行分析，從另一個角度衡量中國在全球零部件供應(yīng) 鏈的地位以及對零部件進口的依賴程度。
根據(jù)中國海關(guān)總署統(tǒng)計，2015-2021 年中國汽車零配件出口額從 2904.50 億元提升至 4883.94 億 元，CAGR 為 9.0%。2021 年海外汽車市場需求逐漸恢復(fù)，海外整車廠商開始進入零部件補庫存 階段，但海外供給端受疫情影響恢復(fù)有限，因此對汽車零部件的需求迅速回暖，帶動中國汽車零 部件出口額同比大幅提升 24.9%。
2015-2021 年中國汽車零配件進口金額從 1710.29 億元提升至 2437.16 億元，CAGR 為 6.1%。具 體而言，2015-2018年間中國汽車零配件進口金額維持增長，但 2017 年起由于國內(nèi)乘用車市場增 速趨緩，零部件進口增速也隨之下滑。2019 年中國汽車零配件進口金額首次出現(xiàn)同比下降，從 2018 年的 2309.50 億元下降至 2111.89 億元，同比下滑 8.6%。2020 年雖受到疫情影響，但國內(nèi) 疫情防控到位，下半年國內(nèi)乘用車需求迅速回升，國內(nèi)整車企業(yè)積極增加零部件庫存，汽車零配 件進口額得以迅速恢復(fù)，2020 年汽車零配件進口額達 2246.12 億元，同比增長 6.4%。2021 年芯 片短缺對汽車行業(yè)造成一定影響，但在 2020 上半年低基數(shù)以及新能源汽車市場旺盛等帶動下， 2021 年國內(nèi)汽車產(chǎn)量實現(xiàn) 3.4%的同比增長，結(jié)束了 2018 年以來的連續(xù) 3 年下跌，汽車零部件進 口金額也實現(xiàn)了 8.5%的同比增速。
整體而言，中國在全球汽車零部件供應(yīng)鏈的地位持續(xù)提升，但零部件進口依賴程度仍然較高，關(guān) 鍵零部件實現(xiàn)自主可控仍面臨挑戰(zhàn)。（報告來源：未來智庫）
傳統(tǒng)汽車中，動力總成（動力性能、燃油經(jīng)濟性）、底盤系統(tǒng)（底盤操控性、舒適性）、NVH （隔音、減振）等是主要的競爭領(lǐng)域，外資車企及零部件供應(yīng)商憑借長時間的積累形成了較高的 技術(shù)壁壘。隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化時代來臨，智能座艙和智能駕駛將成為智能汽車的兩大競爭 領(lǐng)域，國內(nèi)自主整車廠商和新勢力有望通過在兩大領(lǐng)域的配置升級和功能進化，提高車型的市場 競爭力，實現(xiàn)自主品牌持續(xù)向上發(fā)展；布局智能座艙和智能駕駛的自主零部件供應(yīng)商也將迎來國 產(chǎn)替代機遇，持續(xù)提升國內(nèi)市場份額。
智能座艙系統(tǒng)直觀提升視聽娛樂和人機交互體驗。受益于國內(nèi)可支配收入提高，近年來消費觀念 迎來升級趨勢，座艙娛樂和交互體驗逐漸成為購車者考慮的關(guān)鍵因素，座艙智能化迅速興起。與 傳統(tǒng)座艙相比，智能座艙是整合液晶儀表、信息娛樂系統(tǒng)、HUD、流媒體后視鏡等多種電子部件 的復(fù)雜系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多屏互動以及語音識別、手勢識別等多模態(tài)人機交互，并將融入 OTA 技術(shù)、 云端智能等功能。隨著智能座艙部件和功能的不斷增加，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)將出現(xiàn)成本高、延遲 高等問題，影響智能座艙使用體驗，因此“一芯多屏”將成為主流的發(fā)展方向，帶動座艙域控制 器滲透率持續(xù)提升。智能座艙能夠直觀地提升視聽娛樂和人機交互體驗，個性化、定制化的座艙 配置和功能將成為車企的特色，提升品牌和車型認知度。因此，智能座艙成為各大整車廠商及零 部件供應(yīng)商的布局重點。
智能駕駛系統(tǒng)為用戶提供安全、舒適的駕乘體驗。安全是交通出行的第一目標，隨著傳感器技術(shù)、 人工智能技術(shù)、AI 芯片、高精地圖等領(lǐng)域不斷發(fā)展，智能駕駛系統(tǒng)逐漸成熟，ADAS（高級駕駛 輔助系統(tǒng)）已能夠為駕駛者提供切實可靠的安全輔助，如自適應(yīng)巡航 ACC 協(xié)助車輛與前車保持安 全距離，避免碰撞；車道偏移預(yù)警 LDW 和車道保持系統(tǒng) LKA 協(xié)助車輛保持在車道內(nèi)行駛；自動 緊急制動系統(tǒng) AEB 為車輛在遇到突發(fā)危險情況時主動剎車。另一方面，智能駕駛技術(shù)能夠解放駕 駛員的部分操作，為用戶提供更舒適的駕乘環(huán)境：領(lǐng)航輔助駕駛系統(tǒng)能夠在高速路段自動完成變 道超車、進出匝道等操作，減輕駕駛時的疲憊感；泊車輔助系統(tǒng)、360 環(huán)視系統(tǒng)的應(yīng)用便于駕駛 者觀察周邊環(huán)境，提高駕駛者的泊車體驗，而自動泊車 APA 能夠直接自行完成泊車工作。在汽車 智能化時代，智能駕駛系統(tǒng)能夠為用戶提供安全、舒適、極具樂趣和科技感的駕乘體驗，成為提 高車型產(chǎn)品力和競爭力的重要一環(huán)。作為量產(chǎn)時間短、技術(shù)門檻高的領(lǐng)域，特斯拉、蔚小理等新 勢力積極布局智能駕駛，將其視為趕超競爭對手的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，帶動整車廠商、零部件企業(yè)及科技 公司展開全面競爭。
智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈主要包括智能座艙、智能駕駛、車載通信三大領(lǐng)域，國內(nèi)供應(yīng)商在多數(shù)領(lǐng)域已占 據(jù)主導(dǎo)或具備國產(chǎn)替代能力，但芯片、操作系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)ν赓Y企業(yè)依賴較為嚴重。
智能駕駛按自動可以劃分為 ADAS（輔助駕駛系統(tǒng)）和高級別自動駕駛，主要由感知系統(tǒng)、決策 系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)組成。在智能駕駛系統(tǒng)中，汽車通過車載攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲 波雷達等傳感器來感知周邊環(huán)境，實時動態(tài)監(jiān)測環(huán)境變化，將感知信息傳輸給決策系統(tǒng)；決策系 統(tǒng)依據(jù)所獲取的信息進行決策判斷，形成安全合理的路徑規(guī)劃；在路徑規(guī)劃完成后，執(zhí)行系統(tǒng)會 控制車輛沿著規(guī)劃好的路徑完成駕駛?，F(xiàn)階段國內(nèi)已基本具備感知系統(tǒng)各部件配套能力，但部分 傳感器關(guān)鍵部件仍然由外資掌控；決策系統(tǒng)領(lǐng)域由 Mobileye、英偉達等廠商占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢，但國 內(nèi)追趕步伐較快，自主芯片及智能駕駛域控制器或計算平臺逐步進入量產(chǎn)階段；執(zhí)行系統(tǒng)國內(nèi)起 步較慢，博世、大陸等外資大型 Tier 1 占據(jù)國內(nèi)大多數(shù)市場份額。
智能座艙主要由底層架構(gòu)、應(yīng)用軟件、座艙電子三部分組成，座艙芯片、操作系統(tǒng)、中間件等構(gòu) 成座艙的底層架構(gòu)，決定整個座艙系統(tǒng)的性能及結(jié)構(gòu)；座艙具體功能則由車載地圖、語音交互以 及終端 APP等應(yīng)用軟件以及信息娛樂系統(tǒng)、液晶儀表、HUD、流媒體后視鏡、座艙域控制器等座 艙電子硬件共同實現(xiàn)?，F(xiàn)階段國內(nèi)在應(yīng)用軟件及座艙電子領(lǐng)域具備較強的自主配套能力，但外資 企業(yè)在座艙芯片及操作系統(tǒng)等底層架構(gòu)中仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。
車載通信是裝載在汽車上的移動通訊系統(tǒng)，主要包括車載通信模組及車外的網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)設(shè)備，通 過車上零部件與車載通信模組連接，能夠?qū)⑿盘杺鬏斨辆W(wǎng)絡(luò)層進行遠程管控。目前車載通信模組 及終端領(lǐng)域由國內(nèi)主導(dǎo)，但通信芯片端仍主要依賴外資供應(yīng)商，國內(nèi)份額較低。（報告來源：未來智庫）
在智能座艙產(chǎn)業(yè)鏈中，國內(nèi)供應(yīng)商在車機、液晶儀表、HUD 等座艙電子以及座艙應(yīng)用軟件領(lǐng)域已 較為成熟，華陽集團、德賽西威等自主廠商的座艙域控制器也已經(jīng)進入量產(chǎn)階段，但座艙底層架 構(gòu)領(lǐng)域（芯片、操作系統(tǒng)等）仍然由外資廠商掌控，國內(nèi)自主替代仍在路上。
3.1 座艙 SoC 芯片是智能座艙的核心
在傳統(tǒng)的汽車座艙中，儀表、信息娛樂系統(tǒng)等部件由單獨的 ECU 控制，每個 ECU 進行的運算較 為簡單，傳統(tǒng)的 MCU 芯片即可滿足傳統(tǒng)座艙的運算要求。隨著智能座艙時代的來臨，大屏幕、 多功能、多模態(tài)交互的智能座艙平臺的數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度較傳統(tǒng)座艙顯著提升，傳統(tǒng)的 MCU 芯片 難以滿足智能座艙的算力需求，選用算力更強的 SoC 芯片成為必然選擇。
SoC 即系統(tǒng)級芯片，通常集成 CPU（中央處理器）、GPU（圖形處理器）、NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單 元）等多個處理單元，能夠支持高性能計算、圖形計算、AI 計算、音頻處理等多項功能，具備強 大的計算性能，也是座艙域控制器實現(xiàn)多硬件融合控制的關(guān)鍵核心。以高通 SA8155P為例，其集 成了高通 AI 引擎、Spectra ISP、Kryo CPU、Hexagon 處理器和 Adreno 視覺子系統(tǒng)等多個處理 器，能夠?qū)⒁壕x表、中控大屏、HUD、流媒體后視鏡、后座顯示屏等多個屏幕的 ECU 功能集 中整合到一塊芯片上，從而通過一個座艙域控制器實現(xiàn)“一芯多屏”。
汽車運行環(huán)境的復(fù)雜性以及對行駛安全的剛需，使得汽車芯片具備高車規(guī)級要求、長進入周期、 市場規(guī)模和利潤受限等特性，造就了較高的行業(yè)壁壘。
（1）車規(guī)級芯片相對于消費級芯片，在工作環(huán)境、使用壽命、規(guī)格標準方面均具備更嚴格的要 求，加大開發(fā)和驗證難度：車規(guī)級芯片需要-40~150℃的工作溫度，遠高于消費電子 0-70℃的要 求，并且對于在潮濕、粉塵、鹽堿、高速移動、震動、ESD 靜電等惡劣環(huán)境中的運行穩(wěn)定性要求 極高；汽車通常設(shè)計壽命為 15-20 年，因此汽車芯片需要更長的使用壽命及更高的一致性、可靠 性，不良率基本要求≤1PPM（百萬分之一）；車規(guī)級芯片還需要通過功能安全標準 ISO26262、 質(zhì)量管理體系認證 IATF16949、可靠性標準 AEC-Q 系列等一系列認證，加大了進入配套體系的 難度。
（2）汽車芯片進入周期長、資金投入大：車規(guī)級芯片的研發(fā)和驗證周期較長，新品研發(fā)+車規(guī)驗 證周期通常需要 3-4 年，在驗證通過后通常會具備長達 5-10 年的供貨周期，通常還有 10 年的備 件要求。因此，汽車芯片的進入周期極長，各大整車廠商與傳統(tǒng)芯片廠商高度綁定，先發(fā)優(yōu)勢明 顯；車規(guī)級芯片的開發(fā)和驗證過程通常還需要持續(xù)充足的資金投入，并且存在失敗的風(fēng)險，對于 新進入者而言壁壘較高。
（3）汽車芯片市場規(guī)模及利潤有限：與上億量級的手機芯片相比，汽車芯片市場規(guī)模非常有限； 汽車芯片對制程的要求也往往低于消費級芯片，導(dǎo)致利潤空間較低，市場規(guī)模和利潤空間的限制 使得新進入者難以與規(guī)?；a(chǎn)的老牌芯片廠商抗衡。此外，芯片代工廠的產(chǎn)能往往將優(yōu)先分配 給利潤高的消費電子芯片，對擴充汽車芯片產(chǎn)線的意愿相對較弱，進一步限制了新進入者的空間。
由于以上的種種壁壘，國內(nèi)芯片廠商對開發(fā)車規(guī)級芯片的意愿較低，具備先發(fā)優(yōu)勢的外資汽車芯 片廠商掌控國內(nèi)汽車芯片市場。
高通憑算力及先發(fā)優(yōu)勢占據(jù)龍頭地位，SA8155P 成為中高端車型主流座艙 SoC。在座艙芯片領(lǐng) 域，2014 年以前的座艙 MCU 由瑞薩、恩智浦、德州儀器等傳統(tǒng)汽車芯片廠商主導(dǎo)。隨著座艙功 能不斷升級以及座艙域控制器滲透率提升，高算力 SoC 取代傳統(tǒng) MCU 芯片已成為智能座艙的主 流發(fā)展趨勢，高通作為消費電子芯片龍頭強勢切入汽車座艙 SoC 領(lǐng)域，對傳統(tǒng)汽車芯片廠商提出 挑戰(zhàn)。
高通于 2014 年發(fā)布第一代驍龍汽車座艙平臺，并于 2016 年和 2019 年分別發(fā)布基于高通 820A 的 第二代平臺以及基于高通 SA8155P（以下簡稱 8155）的第三代平臺，其中 8155 率先突破 10nm 的制造工藝，CPU 算力及 GPU 算力等處于領(lǐng)先地位，迅速成為國內(nèi)最主流的座艙 SoC 芯片，長 城、吉利、廣汽、上汽等自主品牌以及蔚來、小鵬、理想、威馬、哪吒等新勢力的新中高端車型 均選用了高通 8155 作為智能汽車座艙平臺的主 SoC。
國內(nèi)座艙 SoC 芯片 2022 年進入量產(chǎn)周期，或?qū)槠囆酒瑖a(chǎn)替代打開突破口。國內(nèi)以華為、 芯馳科技、芯擎科技為代表的芯片廠商同樣積極布局座艙 SoC 領(lǐng)域，芯片產(chǎn)品將于 2022 年進入 量產(chǎn)周期。
華為基于在手機芯片領(lǐng)域的積累，致力于打造以“麒麟芯片+鴻蒙 OS”為基礎(chǔ)的智能座艙平臺。 2021 年 4月，華為正式發(fā)布座艙 SoC芯片麒麟 990A，具備 3.5TOPS的 AI算力并支持 5G網(wǎng)絡(luò)， 預(yù)計將成為華為智能座艙平臺的主控芯片。麒麟 990A 將率先于北汽極狐阿爾法 S 華為 HI 版、問 界 M5、北汽魔方等車型上搭載。
芯馳科技于 2020 年發(fā)布 X9（智能座艙）、V9（自動駕駛）、G9（中央網(wǎng)關(guān)）三款車載 SoC 芯 片，2021年發(fā)布升級版芯片 X9U、V9T、G9Q/G9V，其中 X9U具備 100K DMIPS的 CPU 算力、 300GFLOPS 的 GPU 算力以及 1.2TOPS 的 AI 算力，最多能夠支持 10 個獨立顯示屏，實現(xiàn)各項 智能座艙及 ADAS 功能集成。目前華陽集團、電裝光庭、東軟集團等國內(nèi)智能座艙 Tier 1 均已宣 布推出基于芯馳科技芯片的智能座艙系統(tǒng)解決方案，預(yù)計最早將于 2022 年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)。
芯擎科技于 2021 年 12 月正式發(fā)布首款 7nm 智能座艙芯片“龍鷹一號”，是國內(nèi)首款突破 10nm 制程的座艙 SoC 芯片，CPU 及 GPU 算力對標高通 8155 并具備 8TOPS 的高 AI 算力，性能位列 座艙 SoC 第一梯隊。芯擎科技已與德賽西威、東軟集團、北斗智聯(lián)等座艙供應(yīng)商簽署戰(zhàn)略合作協(xié) 議，預(yù)計龍鷹一號最早將于 2022 年底前在吉利車型上實現(xiàn)量產(chǎn)。
與 MCU 等傳統(tǒng)汽車芯片不同，高算力座艙 SoC 滲透率仍然較低，進入空間依然廣闊?，F(xiàn)階段麒 麟 990A、龍鷹一號等國產(chǎn)座艙 SoC 芯片算力已能夠進入第一梯隊，隨著產(chǎn)品陸續(xù)進入量產(chǎn)階段， 國產(chǎn)座艙 SoC 有望憑借配套成本、就近服務(wù)、本地生態(tài)等優(yōu)勢逐漸進入國內(nèi)車企配套體系，為汽 車芯片國產(chǎn)替代打開突破口。
3.2 操作系統(tǒng)：國外壟斷，國內(nèi)企業(yè)開始布局
車載操作系統(tǒng)（OS）是管理和控制智能汽車硬件與軟件資源的底層，為汽車軟件提供運行環(huán)境、 運行機制、通信機制和安全機制等，是汽車智能化實現(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施，對上層軟件能力及智能互聯(lián) 生態(tài)起決定性作用，被視為汽車軟件的“靈魂”。隨著智能座艙和自動駕駛在國內(nèi)迅速發(fā)展，國 內(nèi)智能汽車軟件產(chǎn)業(yè)鏈已逐漸建立，但操作系統(tǒng)仍未實現(xiàn)自主可控，尤其是基礎(chǔ)操作系統(tǒng)被外國 企業(yè)幾乎壟斷，面臨著如高端芯片一樣被“卡脖子”的風(fēng)險。因此，除芯片外，自主車載操作系 統(tǒng)同樣是中國汽車產(chǎn)業(yè)必須解決的“痛點”。
按照對底層系統(tǒng)改動程度劃分，汽車操作系統(tǒng)可以劃分為基礎(chǔ)型 OS、定制型 OS、ROM型 OS三 大層次?；A(chǔ) OS 包括系統(tǒng)內(nèi)核、底層驅(qū)動等，賦予操作系統(tǒng)最基本的功能，負責(zé)管理系統(tǒng)的內(nèi) 存、進程、驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，決定整個操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。目前 Linux 等基礎(chǔ)型 OS 屬 于開源框架，而開發(fā)一個新的基礎(chǔ)型 OS 需要耗費大量的人力、物力，因此幾乎沒有廠商選擇開 發(fā)全新基礎(chǔ)型 OS。定制型 OS 是在基礎(chǔ)型 OS 的基礎(chǔ)上進行深度定制開發(fā)，例如修改內(nèi)核、程序 框架、硬件驅(qū)動等，與原生基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)具備區(qū)別較大。ROM 型 OS 則是在基礎(chǔ)型 OS 基礎(chǔ)上 作有限度的定制開發(fā)，不涉及內(nèi)核、底層驅(qū)動等修改，通常僅更新修改原生基礎(chǔ)型 OS 自帶的應(yīng) 用程序，是大多數(shù)車企開發(fā)車載操作系統(tǒng)的選擇。
QNX 由加拿大公司 QSSL 開發(fā)，目前由黑莓公司掌控。QNX 使用微內(nèi)核架構(gòu)，驅(qū)動程序、文件 系統(tǒng)、應(yīng)用程序等均在微內(nèi)核之外空間運行，能夠?qū)崿F(xiàn)組件間相互獨立，避免因單個組件錯誤造 成內(nèi)核故障、系統(tǒng)崩潰。由于 QNX內(nèi)核精巧，因此其具備高安全性、高穩(wěn)定性的特點，也是全球 第一款通過 ISO 26262 ASIL-D 安全認證的智能座艙操作系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于安全穩(wěn)定性要求較 高的座艙儀表系統(tǒng)以及自動駕駛系統(tǒng)中。另一方面，QNX 的非開源性、高昂的授權(quán)費用以及匱乏 的應(yīng)用生態(tài)也成為了其在智能座艙信息娛樂領(lǐng)域應(yīng)用的桎梏。
Linux 是一款開源、無授權(quán)費用的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，開源特性使得 Linux 具備極高的開發(fā)靈活度，能 夠適配更多的應(yīng)用場景，并具備更多的軟件庫可供選擇；開源特性也使 Linux 系統(tǒng)的復(fù)雜度遠高 于 QNX，具備更高的開發(fā)門檻。其次，Linux 使用宏內(nèi)核，將驅(qū)動、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等包含 于內(nèi)核中，內(nèi)核結(jié)構(gòu)更為緊湊，能夠充分發(fā)揮硬件性能，但宏內(nèi)核的結(jié)構(gòu)也使得 Linux 安全性、 穩(wěn)定性不如 QNX，無法滿足儀表系統(tǒng)的車規(guī)級安全要求，因此通常用于座艙信息娛樂系統(tǒng)中。
Android 是由 Google 公司和開放手機聯(lián)盟基于 Linux 開發(fā)的操作系統(tǒng)，已在手機系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用， 因此具備最豐富的應(yīng)用生態(tài)。Android 應(yīng)用無須大幅修改即可移植至汽車上，有利于國內(nèi)廠商快 速建立車載軟件生態(tài)，因此國內(nèi)各大自主車企、新勢力、互聯(lián)網(wǎng)廠商大多以 Android 為基礎(chǔ)開發(fā) 自己的操作系統(tǒng)，如吉利 GKUI、蔚來 NIO OS、比亞迪 DiLink 等。
目前基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)市場份額中 QNX約占 43%，Linux+Android 約占 35%。隨著智能座艙滲透率 持續(xù)提升，預(yù)計 Linux(Android)將憑借高開發(fā)靈活度及更豐富的功能性逐漸主導(dǎo)座艙信息娛樂系 統(tǒng)，而 QNX 則憑借高安全性、穩(wěn)定性在座艙儀表系統(tǒng)中維持領(lǐng)先地位。
為填補國內(nèi)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)的空白，阿里巴巴、華為等國內(nèi)企業(yè)積極研發(fā)車載操作系統(tǒng)，率先開發(fā) 基于 Linux 的定制型操作系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上推出獨立自研的車載 OS 內(nèi)核，有望打破基礎(chǔ)操作系 統(tǒng)領(lǐng)域長期被國外壟斷的局面。
AliOS 是阿里巴巴基于 Linux Kernel 自主研發(fā)的面向多端的操作系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于手機、平板電 腦、電視、車載系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等。斑馬智行基于 AliOS 開發(fā)了新一代智能座艙操作系統(tǒng)，采用了 多核分布融合結(jié)構(gòu)，能夠同時滿足車內(nèi)不同域的功能隔離和功能安全要求。目前 AliOS 已在上汽 榮威、上汽名爵、上汽大通、東風(fēng)雪鐵龍、斯柯達明銳、長安福特翼虎等多款車型上搭載，累計 裝車量超過 150 萬輛。2021 年 10 月，阿里巴巴正式發(fā)布 AliOS 智能駕駛系統(tǒng)內(nèi)核，采用微內(nèi)核 架構(gòu)并融入 SOA 跨域融合理念，符合 ISO 26262 ASIL-D 高等級功能安全產(chǎn)品認證，預(yù)計將于 2022 年正式上市并向國內(nèi)車企免費開放。
鴻蒙 OS 是華為研發(fā)的基于微內(nèi)核的面向全場景的分布式操作系統(tǒng)，采用了 Linux 內(nèi)核、鴻蒙微 內(nèi)核和 LiteOS 的混合內(nèi)核設(shè)計，具備分布架構(gòu)、低延遲、高安全及生態(tài)互享等優(yōu)勢，是首個擁有 Security（CC EAL5+）和 Safety（ASIL-D）雙安全認證的開源操作系統(tǒng)。華為基于鴻蒙 OS 發(fā)布 了鴻蒙座艙操作系統(tǒng) HOS、智能駕駛操作系統(tǒng) AOS 以及智能車控操作系統(tǒng) VOS 三大車載操作系 統(tǒng)，其中鴻蒙座艙系統(tǒng) HOS針對智能座艙多外設(shè)、多用戶、多應(yīng)用、多并發(fā)、快速啟動等場景化 需求，增量開發(fā)了 12 個車機子系統(tǒng)和一芯多屏、車規(guī)高可靠、多業(yè)務(wù)并發(fā)、窗口自適應(yīng)、基礎(chǔ)能 力組件 5 大業(yè)務(wù)增強能力，能夠大幅減少定制系統(tǒng)開發(fā)工作量和成本，提高智能座艙開發(fā)效率。 目前搭載鴻蒙 OS 系統(tǒng)的車型包括北汽極狐阿爾法 S 華為 HI 版、問界 M5、北汽魔方等。
與智能座艙中常用的 QNX+Android+Hypervisor 相比，AliOS 及鴻蒙 OS 等多核異構(gòu)式操作系統(tǒng)能 夠在底層操作系統(tǒng)級別實現(xiàn)融合，使得座艙儀表、信息娛樂等車內(nèi)系統(tǒng)能夠真正融為一體，實現(xiàn) 更流暢的人機交互。在國內(nèi)汽車智能化轉(zhuǎn)型的進程中，AliOS及鴻蒙 OS等將為國內(nèi)車企提供更可 靠、低成本、強生態(tài)的車載操作系統(tǒng)選擇，引領(lǐng)中國智能汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)彎道超車。
智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈主要由感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)三部分構(gòu)成，感知系統(tǒng)負責(zé)感知車輛及環(huán) 境信息，主要涉及攝像頭、雷達、車內(nèi)傳感器等，同時需要高精地圖及衛(wèi)星定位系統(tǒng)協(xié)助獲取路 況信息；決策系統(tǒng)主要負責(zé)處理感知系統(tǒng)傳達的信息，實現(xiàn)行動和路徑的規(guī)劃。決策系統(tǒng)需要智 能駕駛計算平臺及 V2X 技術(shù)的配合，核心是智能駕駛芯片和算法；執(zhí)行系統(tǒng)負責(zé)執(zhí)行決策系統(tǒng)傳 達的指令，實現(xiàn)車輛驅(qū)動、轉(zhuǎn)向、制動等的控制，在高級別自動駕駛中線控技術(shù)將成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在智能駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中，激光雷達、智能駕駛芯片以及線控執(zhí)行系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的技術(shù)壁壘較高，現(xiàn)階 段國內(nèi)市場由外資主導(dǎo)。隨著國內(nèi)供應(yīng)商技術(shù)逐漸成熟、布局逐漸完善，上述領(lǐng)域有望逐步實現(xiàn) 國產(chǎn)替代。
4.1 感知系統(tǒng)：激光雷達急需國產(chǎn)替代
汽車上的感知系統(tǒng)主要包括激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、攝像頭等零部件，攝像頭及毫 米波雷達、超聲波雷達在車上已經(jīng)有較廣泛應(yīng)用，激光雷達目前滲透率較低，小鵬 P5等新勢力開 始搭載應(yīng)用，滲透率有望較快提升。在汽車感知層系統(tǒng)中，如激光雷達等較大程度上依賴國外供 應(yīng)商，俄烏戰(zhàn)爭背景下全球汽車供應(yīng)鏈相對不穩(wěn)定，對感知相關(guān)零部件產(chǎn)生一定影響和限制，國 產(chǎn)供應(yīng)商會提前進行相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)儲備，部分關(guān)鍵零部件也可能迎來國產(chǎn)替代機會。
4.1.1 激光雷達：國外企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢，國內(nèi)企業(yè)積極布局
激光雷達主要包括激光發(fā)射、激光接收、信息處理、掃描系統(tǒng)四部分。激光發(fā)射系統(tǒng)負責(zé)將激光 發(fā)射到目標物體上，再由激光接收系統(tǒng)接收反射回來的激光，通過信息處理系統(tǒng)能夠?qū)Ψ瓷浠貋?的激光建立模型，得到前方車輛、行人等具體的形態(tài)，掃描系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，對所在平 面掃描，從而形成更加完整的圖像。
在激光雷達產(chǎn)品中，核心零部件包括芯片、激光器、光電探測器等以及其他光學(xué)零部件，其中芯 片、激光器、光電探測器等關(guān)鍵零部件上國內(nèi)外企業(yè)存在差距，部分產(chǎn)品依賴國外企業(yè)；其他光 學(xué)零部件方面，國內(nèi)外企業(yè)的技術(shù)水平差距較小，例如永新光學(xué)與禾賽科技、Innoviz 等國內(nèi)外多 家激光雷達方案商建立合作，并進入麥格納的指定產(chǎn)品供應(yīng)商名單，國內(nèi)企業(yè)實現(xiàn)為國外企業(yè)配 套供貨。
激光雷達芯片主要包括 FPGA 芯片及模擬芯片兩類，F(xiàn)PGA 芯片是激光雷達的主控芯片，模擬芯 片是激光雷達中光電信號相關(guān)的處理芯片，由于國內(nèi)激光雷達產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間短，上下游產(chǎn)業(yè)鏈相 較發(fā)達國家仍然不夠完備，激光雷達芯片要滿足車規(guī)級交付要求難度較大，國內(nèi)企業(yè)在制程等關(guān) 鍵指標、原材料供應(yīng)等方面距離發(fā)達國家有一定差距，國外企業(yè)激光雷達芯片出貨量大，也能夠 產(chǎn)生規(guī)模優(yōu)勢降低成本，國產(chǎn)激光雷達零部件企業(yè)從境外采購激光雷達芯片。
激光雷達芯片的相關(guān)參與者包括賽靈思、英特爾、德州儀器等，以外國芯片企業(yè)為主，國內(nèi)紫光 同創(chuàng)、復(fù)旦微電子、國微電子等企業(yè)在加大力度研發(fā)尋求突破口。
在激光器、光電探測器等零部件領(lǐng)域，國外企業(yè)發(fā)展相對較早，具備一定領(lǐng)先優(yōu)勢，近年來國內(nèi) 企業(yè)加大追趕力度，國產(chǎn)零部件通過車規(guī)級認證并量產(chǎn)，縮小與外國企業(yè)在技術(shù)上的差距，同時 憑借成本優(yōu)勢實現(xiàn)國產(chǎn)替代，出貨量有望提升。激光器、探測器領(lǐng)域的國外參與者包括濱松、安 美森半導(dǎo)體、索尼、Osram、AMS、Lumentum 等，國內(nèi)參與者包括海創(chuàng)光電、靈明光子、縱慧 激光等。
根據(jù)市場研究機構(gòu) Yole 披露，目前全球至少成立超過 80 家主打激光雷達的公司，2021 年激光雷 達供應(yīng)商市場份額中排名全球第一的企業(yè)是法雷奧，市占率達 28%，遠超其他企業(yè)；速騰聚創(chuàng)市 場份額 10%排名全球第二位，僅次于法雷奧；其他市場份額較高的企業(yè)包括 Luminar、大疆、電 裝、大陸等，市占率不足 10%。
速騰聚創(chuàng)、大疆、華為、圖達通等在中國企業(yè)中市場份額領(lǐng)先，汽車激光雷達領(lǐng)域擁有技術(shù)及訂 單儲備，其中速騰聚創(chuàng)獲得包括 L3 重卡方案科技企業(yè)、中國新勢力、傳統(tǒng)主機廠等眾多車企定點 車型訂單，覆蓋從乘用車到商用車的多種車型，在手訂單豐富，隨著產(chǎn)品配套落地，國內(nèi)企業(yè)市 場份額有望提升。
4.1.2 攝像頭：國內(nèi)企業(yè)具備競爭實力
車載攝像頭的核心組成部分包括圖像傳感器、模組封裝、光學(xué)鏡頭等，其中圖像傳感器能夠?qū)⒐?信號轉(zhuǎn)化為電信號，是車載攝像頭中最關(guān)鍵的零部件，圖像傳感器的成本構(gòu)成占比最高，達到 50%，其次是模組封裝成本占比達 25%，光學(xué)鏡頭成本占比 14%，其他單個零部件的成本占比不 足 10%，相對較低。
車載圖像傳感器行業(yè)集中度很高，安森美、豪威科技占據(jù)絕大部分份額。全球車載圖像傳感器行 業(yè)中，安森美、豪威科技兩家企業(yè)占據(jù)了超過 70%的市場份額，安森美 2019 年全球市占率 60%， 至 2021 年下滑至 45%，豪威科技市占率始終在 29%左右，索尼市場份額排名第三，但是份額已 不足 5%，距離頭部的兩家企業(yè)差距明顯。
中國企業(yè)憑借收購成功切入全球車載圖像傳感器行業(yè)，具備與國外龍頭企業(yè)競爭的實力。豪威科 技成立于 1995 年，總部位于美國硅谷，是全球規(guī)模較大的圖像傳感器公司之一，2019 年韋爾股 份成功實現(xiàn)對豪威科技的收購，豪威科技布局汽車行業(yè)多年，具備給整車制造商及一級供應(yīng)商提 供圖像信號處理的能力，韋爾股份通過收購極大提升在車載圖像傳感器行業(yè)的綜合實力，具備在 全球領(lǐng)域和安森美等外國企業(yè)直接競爭的能力。
豪威科技原本主要面對歐美系客戶，已經(jīng)獲得一定認可度，具有較強的客戶粘性，在 2019年被韋 爾股份收購后，逐步導(dǎo)入國內(nèi)傳統(tǒng)汽車品牌及造車新勢力的方案，同時在日韓車企的方案導(dǎo)入上 也獲得突破，有望獲得更多客戶認可。
4.2 決策系統(tǒng)：高算力智能駕駛芯片及智能駕駛域控制器是核心
決策系統(tǒng)是智能駕駛的中間層次，相當(dāng)于整個智能駕駛系統(tǒng)的“大腦”。決策系統(tǒng)主要依據(jù)感知 層傳輸過來的信息進行決策判斷，建立適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｐ?，從安全性、舒適性、節(jié)能性等多個角度 綜合考慮以制定最優(yōu)的控制策略，替代駕駛員做出駕駛決策，向執(zhí)行層下達相應(yīng)的任務(wù)。決策系 統(tǒng)主要包括芯片、算法、操作系統(tǒng)以及基于以上組件搭建的智能駕駛解決方案或平臺等， 其中高 算力智能駕駛芯片是實現(xiàn)高級別自動駕駛的核心，也是智能駕駛領(lǐng)域的主戰(zhàn)場之一。
高算力智能駕駛芯片成為整車廠商間“軍備競賽”的重要環(huán)節(jié)。隨著汽車自動駕駛級別的提高， 傳感器的感知數(shù)據(jù)解析、高精地圖的精確定位、V2X 信息通信、規(guī)劃與決策算法運行等過程涉及 海量的數(shù)據(jù)處理，對于汽車計算平臺的數(shù)據(jù)處理能力要求將大幅提升，MCU 等傳統(tǒng)汽車芯片已遠 不能滿足算力要求，必須使用獨立的高算力智能駕駛芯片。另一方面，OTA 技術(shù)的發(fā)展使得整車 廠商可以持續(xù)更新、升級智能駕駛功能，因此整車廠商往往選擇預(yù)埋高算力芯片及多個傳感器， 為后續(xù)的高級別自動駕駛功能落地提供充足空間，高算力智能駕駛芯片成為了整車廠商間“軍備 競賽”的重要環(huán)節(jié)。
整車廠商對高算力智能駕駛芯片的熱衷也使得芯片廠商間的競爭進入白熱化，近年來高算力智能 駕駛芯片迭代速度顯著加快，Mobileye、英偉達、高通等主流外資廠商相繼推出能夠滿足 L4 級自 動駕駛的芯片產(chǎn)品，特斯拉則成為汽車廠商自研芯片的先驅(qū)。
Mobileye 是輔助駕駛視覺感知的領(lǐng)先企業(yè)，2018 年量產(chǎn)的 EyeQ4 芯片憑借先發(fā)優(yōu)勢迅速占領(lǐng)國 內(nèi) L2 級以下 ADAS 市場。據(jù)高工智能研究院數(shù)據(jù)，2021 年 Mobileye 在國內(nèi)前裝 ADAS 視覺感 知芯片的市場份額達 36.3%，位居首位。另一方面，Mobileye 緩慢的技術(shù)迭代、黑盒模式以及 Tier 1 綁定策略難以滿足部分追求高算力及全棧自研的車企需求，如理想在 2020 年底停止與 Mobileye 的合作，改用地平線征程 3 開展智能駕駛自主研發(fā)。
英偉達、高通等則在高端市場發(fā)力，以高算力芯片搶占高級別自動駕駛賽道。英偉達2019年發(fā)布 的旗艦產(chǎn)品 Orin 具備 254TOPS 的高 AI 算力，與 Mobileye 下一代智駕芯片 Ultra 對比仍具備算力 優(yōu)勢。憑借領(lǐng)先的 AI 算力，Orin 取代 Mobileye 芯片成為國內(nèi)新勢力車企下一代旗艦車型的主流 選擇，2022 年蔚來、小鵬、理想、威馬、飛凡汽車等均將推出基于 Orin 的量產(chǎn)車型。
高通于 2020 年發(fā)布 Snapdragon Ride 平臺，包含 SoC 芯片、加速器以及自動駕駛軟件棧，能夠 匹配從 L1/L2 級輔助駕駛至 L4/L5 級自動駕駛的場景需求，提供高能效、性價比出眾的系統(tǒng)級解 決方案。長城、寶馬等車企已宣布與高通合作，預(yù)計 2023 年進入量產(chǎn)階段。
特斯拉作為全球自動駕駛領(lǐng)軍車企，采取了自研芯片的路徑以滿足其對于自動駕駛的高性能需求， 2019 年 4 月正式發(fā)布 FSD 自研芯片及計算平臺，單顆芯片算力達 72TOPS，成為當(dāng)時算力最高 的量產(chǎn)芯片，為特斯拉全系車型的自動駕駛功能提供算力支持。
華為、地平線、黑芝麻等國內(nèi)芯片廠商自研高算力智能駕駛芯片。智能駕駛芯片是汽車行業(yè)的增 量領(lǐng)域，量產(chǎn)上車時長僅 2-3 年，先發(fā)優(yōu)勢遠小于其它汽車芯片。國內(nèi)華為、地平線、黑芝麻等 芯片廠商緊抓智能駕駛發(fā)展機遇，自主研發(fā)高算力智能駕駛芯片，部分產(chǎn)品已實現(xiàn)量產(chǎn)上車。
華為在智能駕駛領(lǐng)域的芯片系列為昇騰系列。2019 年，華為發(fā)布最新 AI 芯片昇騰 910，具備 640TOPS 的超高 AI 算力，在已發(fā)布的智能駕駛芯片中處于領(lǐng)先地位，但昇騰 910 受制于美國對 先進制程芯片的封鎖，現(xiàn)階段難以實現(xiàn)量產(chǎn)。目前華為主要的智能駕駛芯片是2020年發(fā)布的昇騰 610，昇騰 610 算力達 200TOPS，搭載于華為智能駕駛計算平臺 MDC610 / MDC810 中，2022 年內(nèi)將于 AION LX Plus、極狐阿爾法 S 華為 HI 版、阿維塔 11、哪吒 S 等車型中配套使用。
地平線成立于 2015 年，是國內(nèi)領(lǐng)先的汽車智能芯片企業(yè)，其首款智能駕駛芯片征程 2 于 2019 年 發(fā)布，2020 年率先在長安 UNI-T 量產(chǎn)，成為國內(nèi)首款量產(chǎn)上車的自主智能駕駛芯片。目前地平線 已與德賽西威、華陽集團、東軟睿馳等國內(nèi) Tier 1 以及上汽、長城、比亞迪、理想、哪吒等車企 達成合作，征程系列芯片累計出貨量超過 100 萬片，獲得了超過 40 個車型前裝項目。2021 年地 平線推出專門為高級別自動駕駛打造的智能駕駛芯片征程 5，其具備 128TOPS 的高算力及 30W 的低功耗，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)界領(lǐng)先的計算效率，首款量產(chǎn)車型新一代榮威 RX5 預(yù)計將于 2022 年上市。
黑芝麻智能成立于2016年，是一家專注于車規(guī)級自動駕駛計算芯片和平臺研發(fā)的初創(chuàng)企業(yè)。針對 不同等級自動駕駛需求，黑芝麻智能推出了華山一號 A500 自動駕駛計算芯片、華山二號 A1000/A1000L 高性能車規(guī)級自動駕駛計算芯片、華山二號 A1000 Pro 自動駕駛計算芯片三大產(chǎn) 品線，完成了從 L2+到 L4 級自動駕駛芯片產(chǎn)品的布局。黑芝麻智能已與一汽、上汽、比亞迪等國 內(nèi)廠商達成合作，預(yù)計 2022 年推出量產(chǎn)車型。
國內(nèi)積極布局智能駕駛域控制器領(lǐng)域?，F(xiàn)階段，汽車“新四化”正推動汽車電子電氣架構(gòu)由傳統(tǒng) 的分布式架構(gòu)向跨域集中式架構(gòu)轉(zhuǎn)變，域控制器成為產(chǎn)業(yè)變革中被廣泛認同的核心競爭領(lǐng)域。在 博世經(jīng)典的“五域”劃分中，智能駕駛域控制器是汽車智能化計算中樞，具有較高的技術(shù)門檻和 市場前景，根據(jù)蓋世汽車的預(yù)測，2025 年智能駕駛域控制器出貨量有望達到 400 萬套。
國內(nèi)各大廠商緊跟產(chǎn)業(yè)變革趨勢，德賽西威、東軟集團、經(jīng)緯恒潤等國內(nèi) Tier 1 上市公司，華為、 百度等科技公司以及宏景智駕、創(chuàng)時智駕等初創(chuàng)企業(yè)均在智能駕駛域控制器領(lǐng)域展開布局，產(chǎn)品 普遍于 2020-2022 年進入量產(chǎn)階段，涵蓋上汽、廣汽、紅旗、理想、小鵬、哪吒等各大國內(nèi)車企 及新勢力。隨著智能駕駛市場持續(xù)下沉，成本及本地化優(yōu)勢有望助力國內(nèi)自主智能駕駛芯片及域 控制器滲透率持續(xù)提升，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。
4.3 執(zhí)行系統(tǒng)：線控轉(zhuǎn)向主要依賴進口，國內(nèi)企業(yè)已布局線控制動
4.3.1 線控轉(zhuǎn)向：外資廠商布局較早，關(guān)鍵芯片主要依賴進口
經(jīng)過多年發(fā)展，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了機械轉(zhuǎn)向（MS）、機械液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）、電子液壓 助力轉(zhuǎn)向（EHPS）、電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）四個發(fā)展階段，現(xiàn)階段 MS 基本已經(jīng)被淘汰，HPS 和 EHPS 主要應(yīng)用于商用車領(lǐng)域。EPS 與此前的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，以電動機取代液壓助力 泵，結(jié)構(gòu)更為精簡，能耗更低，同時解決了液壓泵的泄漏問題，成為乘用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展主流。 對于新能源汽車，體積小、能耗低、輕便靈活的 EPS 競爭優(yōu)勢則更為顯著。據(jù)佐思汽研統(tǒng)計， 2020 年 EPS 在國內(nèi)乘用車的滲透率達 96.4%，新能源乘用車已接近 100%。
隨著自動駕駛的興起，L3 及以上級自動駕駛要求駕駛員部分或全程脫離駕駛操控，而 EPS 系統(tǒng) 的轉(zhuǎn)向信號始終來自于人，因此線控轉(zhuǎn)向（SBW）將成為實現(xiàn)高級別自動駕駛的關(guān)鍵。SBW 與 EPS 最大的區(qū)別是取消了方向盤與車輪間的機械連接，轉(zhuǎn)向力輸出的方向和大小完全由算法控制， 既可以依靠傳感器獲得方向盤轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)后計算所需轉(zhuǎn)向助力，也可以脫離方向盤根據(jù)自動駕駛的 要求實現(xiàn)車輛獨立控制轉(zhuǎn)向，具有結(jié)構(gòu)精簡、反應(yīng)速度快、占據(jù)空間小、能耗低等優(yōu)點。在取消 機械連接后，駕駛者無法通過方向盤感知路面?zhèn)鱽淼淖枇皖嶔さ嚷窙r，對駕駛者造成不便，因 此通常需要在方向盤上施加獨立的力回饋系統(tǒng)以反映路況信息。
線控轉(zhuǎn)向目前有兩種冗余設(shè)計方式，用以應(yīng)對轉(zhuǎn)向部件失靈后的緊急狀況。第一種保留了機械轉(zhuǎn) 向結(jié)構(gòu)，當(dāng)某個部件出現(xiàn)問題后，機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將會激活以確保駕駛員能夠掌控車輛，率先在英 菲尼迪 Q50 上實現(xiàn)量產(chǎn)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) DAS 即采用此類冗余方式；第二種是采用多個電機、傳 感器等實現(xiàn)冗余，能夠完全取消轉(zhuǎn)向管柱等機械結(jié)構(gòu)，甚至能夠取消方向盤，完全由自動駕駛算 法控制轉(zhuǎn)向。采用多電機控制冗余的 SBW 將成為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最終發(fā)展方向，也是實現(xiàn)完全自動 駕駛的關(guān)鍵技術(shù)之一。
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要包括方向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成、基本控制器 ECU 等零部件，當(dāng)人控制方向盤 時，方向盤總成通過扭矩傳感器將人的轉(zhuǎn)向行為轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，傳送給基本控制器，基本控制 器結(jié)合汽車速度、加速度及角速度傳感器等得到的車輪狀態(tài)信息，綜合分析后一方面產(chǎn)生信號傳 送至方向盤總成，模擬出轉(zhuǎn)向的路感，以便更好進行方向操控，另一方面將產(chǎn)生控制車輪轉(zhuǎn)向的 信號，并將信號傳導(dǎo)至轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成，轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成包括轉(zhuǎn)向執(zhí)行馬達、轉(zhuǎn)向器等，能夠讓車輪 按照信號的內(nèi)容轉(zhuǎn)向。
線控轉(zhuǎn)向的基本控制器 ECU 中需要用到 MCU 芯片，目前全球汽車電子 MCU 行業(yè)被少數(shù)歐美及 日系企業(yè)壟斷，頭部企業(yè)占據(jù)較高市場份額。2020 年汽車電子 MCU 占比前三分別是瑞薩電子、 恩智浦、英飛凌，前三家企業(yè)合計市場份額達 79%，其次是德州儀器、微芯科技、意法半導(dǎo)體等， 其他企業(yè)的市場份額加總占 2%。中國企業(yè)在全球市場上的份額很低，目前在技術(shù)成熟度方面不 及全球頭部企業(yè)，尚不具備和瑞薩電子、恩智浦等領(lǐng)先企業(yè)競爭的實力。
MEMS 傳感器是集成微傳感器、微執(zhí)行器及信號處理、控制電路等于一體形成的元器件，具有體 積小、重量輕、精度高等特點，能夠?qū)ζ嚨臏囟?、壓力、轉(zhuǎn)速、加速度等信息進行實時監(jiān)測和 反饋。線控轉(zhuǎn)向的核心在于保證安全性、可靠性，控制效果的好壞依賴于傳感器的反饋精度、信 息采集程度、反饋時間等，構(gòu)成線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 MEMS 傳感器包括角位移傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、 車速傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器等。
全球 MEMS 傳感器的市場份額主要被外資企業(yè)占據(jù)，我國高端 MEMS 傳感器依賴進口。MEMS 傳感器的精度要求高，研發(fā)難度較大，小型供應(yīng)商的出貨量相對不足，排名靠前的供應(yīng)商憑借較 大的出貨量占據(jù)穩(wěn)定的份額，市場集中度較高，2018 年全球 MEMS 傳感器領(lǐng)域位居前列的企業(yè) 包括博通、博世、意法半導(dǎo)體、德州儀器等外國供應(yīng)商，我國高端 MEMS 傳感器更加依賴進口， 國內(nèi)企業(yè)往往在中低端領(lǐng)域競爭，國內(nèi)規(guī)模較大的 MEMS 傳感器企業(yè)包括華工科技、保隆科技、 東風(fēng)科技等。
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大面積推廣仍面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要設(shè)計冗余系統(tǒng)及路面信息 反饋系統(tǒng)，加大了線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜度及成本，阻礙了線控轉(zhuǎn)向的大規(guī)模應(yīng)用。另一方面， 現(xiàn)階段 EPS 系統(tǒng)成熟可靠、成本較低，且已能夠滿足自動泊車 APA、車道保持 LKA 等一系列 ADAS 功能的需求，而更高級別自動駕駛在乘用車領(lǐng)域的商業(yè)化落地仍需時日，導(dǎo)致各大整車廠 商及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供應(yīng)商對實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向快速量產(chǎn)的積極性不強。因此，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)短期內(nèi)仍難以 實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)計線控轉(zhuǎn)向?qū)殡S L3+級自動駕駛的商業(yè)化應(yīng)用進入普及階段。
目前博世、捷太格特、舍弗勒、萬都等外資轉(zhuǎn)向系統(tǒng)巨頭在線控轉(zhuǎn)向領(lǐng)域均有布局，已展示多款 SBW 概念車，但真正實現(xiàn)量產(chǎn)的僅有英菲尼迪旗下的 4 款車型，該線控制動系統(tǒng) DAS 由 Koyoba 開發(fā)，保留了機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的冗余。2022 年即將量產(chǎn)的豐田新電動車型 bZ4X 宣布搭載線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，有望成為第一款新能源線控轉(zhuǎn)向量產(chǎn)車型。
國內(nèi)廠商中，中航集團旗下的耐世特作為全球領(lǐng)先的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)廠商之一，2018 年發(fā)布了 SBW 技 術(shù)并推出靜默方向盤系統(tǒng)及隨需轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，支持 L3+級自動駕駛。長城汽車于 2021 年 6 月推出了 咖啡智能 2.0 智慧線控底盤，整合線控轉(zhuǎn)向、線控制動、線控換擋、線控油門、線控懸掛 5 個核 心底盤系統(tǒng)，成為國內(nèi)首個支持 L4+級自動駕駛的線控轉(zhuǎn)向底盤系統(tǒng)，預(yù)計 2023 年將投入商業(yè)應(yīng) 用。
與被外資廠商主導(dǎo)的 EPS 相比，線控轉(zhuǎn)向的量產(chǎn)滲透率極低，國內(nèi)廠商有望憑借成本與供應(yīng)鏈等 優(yōu)勢在未來搶占國內(nèi)市場，實現(xiàn)在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域的彎道超車。
4.3.2 線控制動：國內(nèi)企業(yè)已布局，已獲得車企定點量產(chǎn)
汽車制動系統(tǒng)經(jīng)歷了機械制動、壓力制動（液壓或氣壓）、線控制動三個發(fā)展階段。傳統(tǒng)乘用車 制動系統(tǒng)以液壓制動為主，需要利用發(fā)動機進氣歧管產(chǎn)生的負壓支持真空助力泵，為剎車提供助 力。由于電動汽車無發(fā)動機，早期的電動車制動方案中以電子真空泵取代傳統(tǒng)燃油車的真空助力 泵，然而電子真空泵存在噪音較大、壽命較短、高原地區(qū)效果差等缺陷，線控制動系統(tǒng)應(yīng)運而生。
線控制動系統(tǒng)取消了制動踏板與制動系統(tǒng)間的剛性連接，制動踏板僅提供輸入信號，ECU 根據(jù)駕 駛員踩下的位移推斷駕駛員的制動意圖，計算出目標助力大小。線控制動系統(tǒng)的制動助力基于電 機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，不再使用電子真空泵。與傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)相比，線控制動系統(tǒng)體積和重量較小、 能夠擺脫電子真空泵的各項缺陷，成為汽車制動系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。
線控制動在自動駕駛及新能源汽車領(lǐng)域優(yōu)勢更為顯著：線控制動系統(tǒng)以電子結(jié)構(gòu)取代機械結(jié)構(gòu)， 能夠?qū)崿F(xiàn)更高的響應(yīng)速度，對于自動駕駛尤為重要；線控制動系統(tǒng)的制動信號既可以來自制動踏 板，也能夠由 ECU 自行根據(jù)車況及路面場景主動產(chǎn)生，實現(xiàn)車輛自動制動，滿足高級別自動駕駛 需求。對于新能源車而言，線控制動系統(tǒng)體積更小、重量更輕，并能夠與制動能量回收系統(tǒng)結(jié)合， 顯著提高能量回收效率，從而大幅提升續(xù)航里程。
現(xiàn)階段線控制動系統(tǒng)主要有 EHB 和 EMB 兩條技術(shù)路線，EHB（電子液壓制動系統(tǒng)）保留了液壓 系統(tǒng)，以電子助力器取代真空助力器提供制動液壓；剎車踏板與制動系統(tǒng)之間的剛性連接被取消， 僅僅保留傳感器，ECU 根據(jù)傳感器信號判斷駕駛員制動意圖，通過電機驅(qū)動液壓泵實現(xiàn)制動。當(dāng) 電子系統(tǒng)發(fā)生故障時，作為冗余的液壓系統(tǒng)將被激活，此時 EHB 系統(tǒng)將變?yōu)閭鹘y(tǒng)的液壓系統(tǒng)。
EMB（電子機械制動系統(tǒng)）則以電子機械系統(tǒng)完全替代傳統(tǒng)液壓裝置，通過 ECU 感知制動器踏 板傳感器信號以及車況信息計算出所需剎車驅(qū)動力，然后由電機直接執(zhí)行制動，是真正意義上的 線控制動系統(tǒng)。在取消液壓系統(tǒng)后，EMB 能夠?qū)崿F(xiàn)更短的響應(yīng)時間以及更精簡的結(jié)構(gòu)，免去制動 液泄漏的風(fēng)險，有望成為汽車制動系統(tǒng)的終極發(fā)展方向。然而 EMB 方案量產(chǎn)仍存在諸多桎梏： （1）EMB 方案無機械冗余系統(tǒng)，需要具備更高的可靠性，并且在高階自動駕駛中需要解決電子 系統(tǒng)失效后的安全問題。（2）EMB 方案需要配備更多傳感器、控制芯片等，增加了量產(chǎn)成本。 （3）EMB 制動力受限于電機功率，導(dǎo)致制動力不足。（4）在高溫及電磁干擾等惡劣環(huán)境下穩(wěn)定 性較差。目前量產(chǎn)的線控制動系統(tǒng)均為 EHB 方案，EMB 方案仍處于研究階段。
根據(jù)集成程度不同，EHB 可以分為 One-Box 和 Two-Box 方案。在 Two-Box 方案中，互為冗余的 ESP和電子助力器相互獨立；One-Box方案中，ESP被集成于電子助力器內(nèi)。與Two-Box相比， One-Box 方案具備體積較小、成本較低等優(yōu)勢，但 One-Box 方案的踏板力反饋與車輪完全解耦， 無法通過踏板感知車輪狀態(tài)，因此需要軟件調(diào)校踏板感；另外在 L3+級自動駕駛中，One-Box 需 要單獨的降級 ESP 作為系統(tǒng)冗余，在成本上或?qū)⒎闯?Two-Box 方案。由于高級別自動駕駛在乘 用車領(lǐng)域的落地前景仍未明朗，在體積和成本上占據(jù)優(yōu)勢的 One-Box 方案將成為現(xiàn)階段整車廠商 及供應(yīng)商的首選。
線控制動系統(tǒng)的主要壁壘在于：（1）決策算法。線控制動系統(tǒng)的制動力大小由 ECU 計算所得， 而行駛過程中的車上人數(shù)、車速、路況、天氣等均會對制動情況造成影響，使用場景復(fù)雜度高， 對于決策算法的適用性和可靠性提出了極高的要求，往往需要海量的測試數(shù)據(jù)為算法提供支持。 （2）同步開發(fā)和持續(xù)服務(wù)能力。線控制動踏板與制動系統(tǒng)解耦，踏板感覺需要從零開始設(shè)計模 擬，且各整車廠商往往需要開發(fā)和更新個性化、定制化的踏板感覺，這要求供應(yīng)商具備較強的同 步開發(fā)能力以及持續(xù)服務(wù)能力。（3）上車驗證。線控制動系統(tǒng)作為汽車核心安全部件，可靠性 要求相對更高，產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)前往往需要一定時間和數(shù)量的上車驗證。
博世、大陸、采埃孚天合等作為全球汽車零部件龍頭，較早地布局線控制動系統(tǒng)，占據(jù)一定的先 發(fā)優(yōu)勢；零部件龍頭的雄厚實力及在制動領(lǐng)域的多年技術(shù)、數(shù)據(jù)積累也為其線控制動決策算法構(gòu) 筑了深厚的護城河，能夠取得大多數(shù)整車廠商認可，因此在國內(nèi)外市場基本占據(jù)主導(dǎo)地位。博世 2013 年成功研發(fā)第一代 iBooster 線控制動產(chǎn)品，2017 年研發(fā)第二代 iBooster，2019 年推出 OneBox 方案 IPB，憑借強大的品牌實力迅速搶占國內(nèi)市場。據(jù)佐思汽研統(tǒng)計，2020 年博世線控制動 產(chǎn)品在國內(nèi)市場的占有率超過 90%，廣泛應(yīng)用于大眾、特斯拉、蔚小理等品牌的新能源乘用車。
線控制動領(lǐng)域國內(nèi)參與者眾多，包括伯特利、拓普集團、華域汽車、拿森電子、同馭科技等，部 分廠商已實現(xiàn)量產(chǎn)，客戶以自主品牌為主。伯特利深耕制動領(lǐng)域多年，2019 年率先開發(fā)國內(nèi)首款 One-Box線控制動產(chǎn)品WCBS，打破博世、大陸等外資廠商對One-Box系統(tǒng)的壟斷，增壓速率、 噪聲性能、能量回收效率、系統(tǒng)重量等產(chǎn)品性能與國際廠商基本持平。伯特利已與多家整車廠商 簽訂同步開發(fā)協(xié)議，2021 年進入量產(chǎn)階段，有望憑借先發(fā)優(yōu)勢搶占 One-Box 產(chǎn)品國內(nèi)市場。伯 特利第二代線控制動產(chǎn)品 WCBS2.0 已進入開發(fā)階段，能夠適配 L4 級別以上自動駕駛，并滿足大 型車及外資、合資客戶的配套需求，線控制動產(chǎn)品的市場空間有望進一步拓展。
與線控轉(zhuǎn)向相比，國內(nèi)供應(yīng)商在線控制動領(lǐng)域的追趕步伐更緊，伯特利等廠商已具備 One-Box 的 量產(chǎn)配套能力。隨著新能源汽車及智能駕駛持續(xù)發(fā)展，線控制動國內(nèi)滲透率有望逐漸提升，國內(nèi) 供應(yīng)商有望憑借成本及快速響應(yīng)等優(yōu)勢取得更多整車廠商認可，迎來更多配套機會。
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