01.29 行業|汽車域控制器行業研究:2019-2025年均增長50.7%

ECU(Electronic Control Unit)是電子控制單元,是汽車專用微機控制器。汽車電子控制器的作用是接收來自傳感器的信息,進行處理,輸出相應的控制指令給到執行器執行。汽車ECU的核心在於微處理器,微處理器包括MCU、MPU、DSP 和邏輯IC 等。ECU領先企業包括博世、電裝、大陸、Aptiv、偉世通等。

隨著車輛的電子化程度逐漸提高,ECU佔領了整個汽車,從防抱死制動系統、四輪驅動系統、電控自動變速器、主動懸架系統、安全氣囊系統, 逐漸延伸到了車身安全、網絡、娛樂、傳感控制系統等。 汽車 ECU 迅速增加,高端車型裡的 ECU 平均達到 50-70 個,個別車型ECU數量超過100。

隨著車載傳感器數量越來越多,傳感器與 ECU一一對應使得車輛整體性能下降,線路複雜性也急劇增加,此時 DCU(域控制器) 和 MDC(多域控制器)等更強大的中心化架構逐步替代了分佈式架構。

域控制器(DCU,Domain Control Unit)的概念最早是由以博世、大陸為首的Tier1提出,它的出現是為了解決信息安全,以及ECU瓶頸的問題。域控制器因為有強大的硬件計算能力與豐富的軟件接口支持,使得更多核心功能模塊集中於域控制器內,系統功能集成度大大提高,這樣對於功能的感知與執行的硬件要求降低。加之數據交互的接口標準化,會讓這些零部件變成標準零件,從而降低這部分零部件開發/製造成本。也就是說,外圍零件只關注本身基本功能,而中央域控制器關注系統級功能實現。


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例:偉世通將儀表ECU和車機ECU整合為座艙域控制器SmartCore

而自動駕駛域控制器的要求更高,一般要具備多傳感器融合、定位、路徑規劃、決策控制、V2X、高速通訊的能力,通常需要外接多種攝像頭(單目、雙目)、多個毫米波雷達、激光雷達、IMU等設備。

由於要完成大量運算,域控制器一般都要配備一個運算力強大的核心處理器,能夠提供對智能座艙和不同級別自動駕駛算力的支持,業內有NVIDIA、英飛凌、瑞薩、TI、NXP、Mobileye等多個方案。利用處理能力強大的多核 CPU/GPU 芯片相對集中的去控制每個域,以取代以前的分佈式汽車電子電氣架構(EEA)。


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上圖是博世的汽車電子電氣架構進化圖,包括Modular,Integration, Centralization, Fusion,Vehicle Computer, Vehicle Cloud Computing六個層次。其中域控制器應用在第三層(Centralization),多域控制器應用在第四層(Fusion)。

目前新車E/E架構設計已大量採用域控制器。以奇點iS6為例,採用了基於域控制器加車載以太網的網絡拓撲結構,將車內電子架構劃分為5個域,分別為:智能駕駛域、智能信息域、車身域、底盤域、動力域。同時奇點汽車採用集成式設計,也就是將所有傳感器數據集中到智能駕駛域控制器。由智能駕駛域控制器做數據處理和決策規劃,從而實現各種ADAS智能駕駛功能,包括自適應巡航、車道保持、自動泊車等。這意味著大多數ADAS/AD功能將由整車廠自己開發完成。


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根據技術專家“冷酷的冬瓜”的研究:縱觀特斯拉三代車型,Model S、Model X 再到 Model 3 的演變,實質是功能的重分配,不斷把功能從供應商手中拿回來自行開發的過程。而Model S的E/E架構設計,早已一步跨到了第五層 (Vehicle Computer層級) 。

隨著汽車E/E架構的演變進化,主機廠和汽車電子供應商的供應關係正發生深刻變革。由於汽車電子硬件走向集中化的趨勢,汽車電子供應商數量將減少,同時域控制器供應商將更加重要。

以座艙域控制器為例,一般會集成儀表和車機,未來則會逐步整合空調控制、HUD、後視鏡、手勢識別、DMS,甚至包括T-BOX和OBU。

一輛自動駕駛汽車每小時產生的數據量將達4TB,傳感器融合和3D定位等高級功能將在自動駕駛域控制器上運行。

和域控制器緊密連接的中央網關,負責發送與接收安全關鍵數據,將始終直接且僅連接到整車企業的後臺。OTA則實現域控制器功能的不斷更新,有助於開發新功能、確保網絡安全,並使車企得以更快部署功能與軟件。

域控制器廠商和車廠的開發合作將更加緊密。

德賽西威認為:在自動駕駛域控制器領域,預計未來Tier1與整車廠之間將採取兩種合作方式。

  • 其一,Tier1負責中間層以及硬件生產,整車廠負責自動駕駛軟件部分。Tier1的優勢在於以合理的成本將產品生產出來並且加速產品落地,因此整車廠和Tier1進行合作生產方式是必然,前者負責自動駕駛軟件部分,後者負責硬件生產、中間層以及芯片方案整合。
  • 其二,Tier1自己與芯片商合作,做方案整合後研發中央域控制器並向整車廠銷售,例如大陸ADCU、採埃孚ProAI、麥格納MAX4。


從下面兩個圖表,可以看到無論是座艙域控制器,還是自動駕駛域控制器,都有控制器供應商和主機廠、域控制器供應商和芯片廠商緊密合作開發的趨勢。


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由於域控制器屬於前裝汽車電子產品,從設計到量產上市一般需要兩年以上。上述供應商的域控制器產品多數還在研發階段。Aptiv和偉世通動作是最快的,已經有產品量產了。

根據佐思產研的預測,2025年全球汽車域控制器(座艙+自動駕駛)出貨量將超過1400萬套,2019-2025年均增長50.7%。


行業|汽車域控制器行業研究:2019-2025年均增長50.7%



縱觀整個域控制器產業,近兩年中國企業的崛起是一大特色,譬如德賽西威、百度、東軟、海高汽車、布穀鳥、環宇智行、知行科技等。


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