渗透率跨过拐点
智能化将成为电动车产品力竞争最主线
11月10日中国汽车工业协会发布数据显示,10月份国内汽车销量突破233万辆,其中新能源汽车表现突出,产销量再创历史新高,10月销量达38.3万台。截至目前,我国新能源汽车市场渗透率已达到16%的历史高点,有业务专家甚至提到“即使按照保守估计,明年年初新能源汽车渗透率可以达到20%,明年年底预计可以高达35%,远远超过原本的规划。”
对于新能源汽车厂商来说,2022年也将是极为关键的一年,新势力和传统厂商明年将推出众多纯电动新车型。可以预见,新能源车市场的竞争在跨过20%的渗透率的以后已经迈入了竞争的下半场,智能化作为汽车迭代的最主线逻辑,将在下半场得到最充分演绎。
图1:国内主要新能源车厂销量月度数据
EE架构领先者在智能化能力上具备什么优势?
传统汽车电子电气架构主要体现为分布式ECU网络,电控单元(ECU)连接至一个或多个系统总线的网络节点,最后由控制器区域网络(CAN)、局域互联网络(LIN)和FlexRay等与其连接的各种总线系统构成汽车分布式网络。
图2:汽车传统分布式电子电气架构
复杂的架构可以直观上理解,随着汽车智能化程度提升,ECU数量急剧增加,会带来汽车智能体验上很大的障碍,最主要原因就是不同ECU会采用不同嵌入式OS,由不同Tier1提供,由于软硬件强耦合,若后续功能更新升级就会显然带来在统一维护和OTA升级方面的麻烦。为解决这个问题,行业共识建立以域为单位的集成化架构,域控制器DCU负责将分散的ECU的运算能力集中,并利用主控芯片相对集中地控制域内原本归属各个ECU的大部分功能,不同域之间的通讯,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。
图3:汽车域集中式架构基本理念
数据来源:博世,Datayes
另外,在域为单位的集成化架构建立后,为进一步提升协同执行的性能,跨域融合集中化方案也开始出现,将多个域控制器合并为一个域控制器。我们通常说的智能汽车的标志特征自动驾驶功能,显然需要汽车动力、底盘、车身、座舱这些域功能的整体配合,所以达到中央域控是比较理想的状态,车中只有一个中央计算平台,域控制受中央计算平台统一管理。这显然对于智能汽车供应链、硬件性能以及软件方面提出了大量变革升级的要求。
图4:汽车电子电气架构演变路径
数据来源:意法半导体,Datayes
从这个角度,我们再去理解为什么特斯拉是汽车智能的标杆,以Model3为例,我们从座舱设计上可以去直观观察。整个座舱的几乎对车辆所有功能的控制都集中在一块中控大屏上,对比目前很多传统厂商的新能源车的座舱体验,虽然说传统厂商目前可能会认为应该更多考虑人类驾驶员的使用便利性和行车安全性而采用更多物理按键去控制各类功能,但也难以遮掩传统厂商的新能源车座舱在极致智能化方面暂时较为落后的体验。
而我们看特斯拉的产品设计,即使在目前消费者尚未对全面智能化有较高需求的情况下,仍然将产品形态已经完全瞄准到了未来完全自动驾驶普及的状态,这充分体现了何为汽车智能化的标杆。在完全自动驾驶的未来驾驶场景中,显然并不需要人类干预做太多的事情,那么只需要一个人机交互的显示屏就可以了,例如也就不需要类似其他厂商目前在单独的仪表显示上去堆配置,因为单独的仪表盘毕竟是主要适合人类主导驾驶的模式的。我们从特斯拉的产品显然看到了汽车智能化标杆对于汽车智能化的最终形态的探索阐释和极致产品追求。
图5:特斯拉Model3座舱设计
数据来源:特斯拉,Datayes
显然,实现这些用户可及的座舱和驾驶体验不可能仅是外观的变化,回到汽车电子电气架构,特斯拉电子电气架构已按功能域进行集成,根据车身区域分为了三大部分:中央计算模块 (CCM)、左车身控制模块(BCM LH)和右车身控制模块(BCM RH) ,其中中央计算模块整合了自动驾驶域、信息娱乐系统域和通信系统域,左车身和右车身控制模块分别整合了车身与便利域、底盘与安全域和动力总成域。前沿的架构再加上相关硬件和软件的支持,才有我们看到的在中控屏上例如对于车身的控制通常是通过“左”和“右”这样的用户很容易直观理解的逻辑去操作的体验。
图6:特斯拉中央集成和区控制器的架构
数据来源:特斯拉,Datayes
影响汽车智能体验的相关电子器件
智能汽车相较于传统汽车比较显著的增量部分主要在动力总成域、智能座舱域和自动驾驶域,以A股公司目前已涉及的业务范围来看,电子器件涉及动力总成域的主要包括IGBT、碳化硅等功率器件,涉及智能座舱域的主要包括提供座舱硬件解决方案,涉及自动驾驶域的主要包括自动驾驶芯片、激光雷达、摄像头等,从整体智能车架构升级的角度,包括车载MCU、MEMS传感器、电源管理/信号链芯片、以太网交换芯片/PHY芯片等,其他包括车用线缆、PCB等也存在普遍的需求量和产品迭代机会。
对于汽车智能化趋势及未来的升级迭代,硬件方面相关电子器件的性能提升是整体电子电气架构的支撑,本篇仅对相关器件做A股公司梳理,后续分别就相关器件板块详细展开。
IGBT板块:
智能座舱板块:
自动驾驶板块:
车载MCU板块:
MEMS传感器:
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