汽車智能化,是汽車產(chǎn)業(yè)演進(jìn)過程中的一個(gè)階段,是汽車電氣化/電子化和自動(dòng)駕駛/無人汽車中的過渡,會(huì)延續(xù)很長時(shí)間。從汽車加入電子控制模塊開始,到最終實(shí)現(xiàn)無人駕駛結(jié)束,持續(xù)時(shí)間可能達(dá)百年。
智能汽車的概念涵蓋汽車電子和車聯(lián)網(wǎng)。汽車智能化,本質(zhì)上是要滿足消費(fèi)者用車過程中安全、舒適、節(jié)能和互聯(lián)的核心需求;我們認(rèn)為安全、舒適、節(jié)能涉及到對(duì)車輛的控制(包括整車和車身),因此多與汽車電子相關(guān);而互聯(lián)則可以完全通過智能手機(jī)實(shí)現(xiàn),只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信息與汽車本身緊密聯(lián)系后,車聯(lián)網(wǎng)才有其實(shí)際意義。
智能化需要汽車電子的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)
汽車智能化的范疇主要分為三類:整車控制、車身控制與車載信息,實(shí)際上也是汽車電子化的三個(gè)領(lǐng)域;在交通工具從馬車進(jìn)化到汽車,再到新能源汽車的進(jìn)程中,實(shí)際上是汽車電氣化的升級(jí):汽車已不僅是機(jī)械+液壓的結(jié)合,而是增加了大量的電子部件,成為機(jī)電一體化的綜合體。汽車電子的核心在于電控系統(tǒng),通過擬人過程實(shí)現(xiàn)智能化。
汽車電子核心技術(shù)包括:
1、線控系統(tǒng)(信號(hào)傳輸?shù)耐緩?,由此延伸出各類總線結(jié)構(gòu));
2、通信協(xié)議(強(qiáng)調(diào)確定性、穩(wěn)定性,通過若干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn));
3、數(shù)據(jù)通信(符合統(tǒng)一協(xié)議的數(shù)據(jù)在線控系統(tǒng)中傳輸);
4、高壓電源(用電元件增加,整體驅(qū)動(dòng)電壓升高,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向成為可能);
5、具有容錯(cuò)空間的電子電氣架構(gòu)。
寶馬認(rèn)為,在未來的汽車工業(yè)發(fā)展中,90%的創(chuàng)新來源于電子和軟件,未來電子化的程度是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志,也是開發(fā)新車型、改進(jìn)汽車性能的最重要措施。我國汽車電子市場規(guī)??焖僭鲩L,賽迪統(tǒng)計(jì),從2007年的 1216億元增長到2012年的 2672億元,全球占比約 24%;預(yù)計(jì)到 2015 年,中國汽車電子市場規(guī)模將突破 4000 億,三年復(fù)合增速15%。另外,深圳航盛認(rèn)為,如實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,有望降低成本 30%,將推動(dòng)汽車整體成本降低8%。
智能化需要軟硬結(jié)合、同步開發(fā)
汽車智能化,就是要實(shí)現(xiàn)擬人的動(dòng)作執(zhí)行,其前提是獲取信息、處理信息,使得汽車擁有對(duì)客觀事物進(jìn)行感知、分析、判斷并有效地進(jìn)行處理和執(zhí)行的綜合能力。
ECU、線束和總線的緊密融合
對(duì)應(yīng)到硬件,就是汽車傳感器?控制器?執(zhí)行器的邏輯架構(gòu),這三部分在汽車中通常被稱為電子控制單元(ECU,Electronic Control Unit),其核心處理器通常使用單片機(jī)(單片微型計(jì)算機(jī)),再配以輸入/輸出接口、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器,構(gòu)成了完整的信號(hào)處理模塊;目前多數(shù)汽車上的ECU達(dá) 70-80個(gè),高端豪車則數(shù)量上百(以實(shí)現(xiàn)更多的智能化功能)。前端處理器+ECU+后端執(zhí)行器形成了一套完整的自控系統(tǒng);再加上將其連接到一起的總線及線束,構(gòu)成了汽車電子的完整架構(gòu)。根據(jù)德爾福數(shù)據(jù),高級(jí)車的線束總長度達(dá)2km,重量近 30kg,輕量化、集約型線束設(shè)計(jì)和制造也是汽車電子發(fā)展的重要方向之一。
汽車執(zhí)行器也是電子化的重要領(lǐng)域;執(zhí)行器是直接驅(qū)動(dòng)受控對(duì)象的部件,傳統(tǒng)上以液壓或氣動(dòng)元件為主,現(xiàn)在越來越多的使用電磁元件(電磁閥、電動(dòng)機(jī)等),因?yàn)楹笳唔憫?yīng)快,控制精準(zhǔn),可以有效達(dá)到安全、節(jié)能的目的。
百個(gè)ECU通過線束連上總線實(shí)現(xiàn)通訊
車內(nèi)眾多ECU傳統(tǒng)上是各自獨(dú)立工作,需要給予電力、信號(hào)供應(yīng),由于多由不同供應(yīng)商提供,以及系統(tǒng)復(fù)雜度不高,因此彼此分割和獨(dú)立;在ECU 增多、高低壓并行的背景下,為了減少電磁輻射和資源冗余,高速總線結(jié)構(gòu)應(yīng)用增多,使得以分布制控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)成為可能。實(shí)現(xiàn)最大程度的優(yōu)化配臵,減少線束長度和重量,提高可靠性,并可能減少部分 ECU 的重復(fù)應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速交換,高可靠性和性價(jià)比,通常車內(nèi)總線也會(huì)分為多種形態(tài):LIN、CAN、MOST等。
從整體控制模式來看,總線有兩種類型:
一是車體控制,非安全性的,數(shù)據(jù)傳輸速度比較低,如車身控制的LIN和多媒體控制的MOST;
二是整體控制,涉及到車輛的駕駛數(shù)據(jù)需要高速傳輸,基于安全性的考慮,多采用 CAN,也有基于時(shí)間觸發(fā)的通信協(xié)議,強(qiáng)調(diào)信息的確定性與可靠性。
值得一提的是,Tesla 采用了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)廣泛應(yīng)用的 LAN總線架構(gòu),加上操作系統(tǒng)(在儀表盤、中控臺(tái)和BMS中),以及應(yīng)用層/傳輸層的協(xié)議,是一臺(tái)完整智能終端的架構(gòu),可以方便的和外部網(wǎng)絡(luò)對(duì)接,與封閉的傳統(tǒng)汽車總線差異巨大。從主機(jī)廠的布局看,目前用于娛樂信息系統(tǒng)的 MOST 總線最可能被 LAN 替代,與高清攝像頭相連的區(qū)域也可采用 LAN 總線,因該場景的數(shù)據(jù)流量大,對(duì)帶寬要求高,同時(shí)信息需要與互聯(lián)網(wǎng)對(duì)接。
[page]
全球汽車電子供應(yīng)體系:相對(duì)穩(wěn)固、地域特色鮮明
汽車電子的核心在于,它是汽車子系統(tǒng)中的一部分,與其他子系統(tǒng)形成強(qiáng)耦合關(guān)系;因此更換供應(yīng)商,及國產(chǎn)化進(jìn)程比輪胎、玻璃等會(huì)慢很多。
汽車電子的供應(yīng)體系可以分為四個(gè)層級(jí),分別是系統(tǒng)供應(yīng)商、一級(jí)供應(yīng)商(Tier 1)、二級(jí)供應(yīng)商(Tier 2)、器件供應(yīng)商:
系統(tǒng)供應(yīng)商:如 Bosch、Denso這些,目前國內(nèi)還沒有這個(gè)級(jí)別的供應(yīng)商;典型產(chǎn)品是發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器中的工程件、算法控制部件,由于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器的理解要求非常高,而中國目前發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器國產(chǎn)化率較低,所以這塊也起不來;國外公司不僅僅是賣產(chǎn)品,而是賣服務(wù),與產(chǎn)品一起打包銷售;形成了非常高的壁壘。
一級(jí)供應(yīng)商:與系統(tǒng)供應(yīng)商會(huì)有少量重合,目前國內(nèi)很少,合資企業(yè)占大多數(shù);但國內(nèi)企業(yè)直接把產(chǎn)品調(diào)教好,打包銷售這種基本沒有,以產(chǎn)品整合的銷售模式為主。
二級(jí)供應(yīng)商:國內(nèi)公司能在這里已經(jīng)不錯(cuò),也是內(nèi)資企業(yè)主要的生存空間;大量電子元器件公司在這塊市場經(jīng)營;國內(nèi)企業(yè)長期趨勢是從后裝走向前裝,從底層走向頂層。
器件供應(yīng)商:主要是指汽車電子系統(tǒng)的主芯片供應(yīng)商,如Freescale、ST、TI等,該領(lǐng)域?yàn)楹M鈧鹘y(tǒng)半導(dǎo)體公司為主導(dǎo),大多數(shù)為半導(dǎo)體IDM 廠商,分布在歐洲、美國和日本。
(根據(jù)Gartner數(shù)據(jù),全球模擬器件應(yīng)用中,汽車使用占比已經(jīng)從 2006年的14.3%提升至2013年的 23.5%,成為最重要的市場之一;對(duì)應(yīng)的單車半導(dǎo)體用量從2007 年的295美元提升到2012年的 380美元。 )
在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)、汽車電子公司集中的歐美日地區(qū),汽車電子供應(yīng)體系也呈現(xiàn)顯著的差異:北美整車品牌少,汽車電子大廠多從整車廠獨(dú)立出來,因此供需結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,并且車型變化少,單一部件供應(yīng)量大,成本較低;歐洲供應(yīng)商競爭較為激烈,整車廠面向全市場采購;日本供應(yīng)鏈企業(yè)之間的交叉持股較多,每家公司通常存在穩(wěn)定的 2-3 家供應(yīng)商或客戶,整個(gè)國家形成一個(gè)大的汽車聯(lián)盟。
隨著汽車設(shè)計(jì)平臺(tái)化的趨勢加劇,汽車模塊化趨勢也日益明顯,傳統(tǒng)的供應(yīng)體系可能發(fā)生變化,從差異化設(shè)計(jì)逐漸轉(zhuǎn)向均一化模塊,使得單一供應(yīng)商的全市場份額可能大幅提升,提升替代壁壘。
機(jī)會(huì)在車載和車身電子,內(nèi)資從后裝走向前裝
胎壓監(jiān)測等智能技術(shù)可能率先推廣
我們統(tǒng)計(jì)了市場上所見的汽車類智能技術(shù)/產(chǎn)品,選擇其中近五年內(nèi)最具應(yīng)用前景的20 項(xiàng),按照安全、舒適、節(jié)能、互聯(lián)四個(gè)功能方向分類,并根據(jù)其價(jià)格和需求、標(biāo)準(zhǔn)化與安裝難易四個(gè)維度進(jìn)行劃分。
需求量大、價(jià)格較低的產(chǎn)品可能率先取得規(guī)模性應(yīng)用;如車載診斷系統(tǒng)和車載信息系統(tǒng),已經(jīng)取得較高的安裝比例,行車相關(guān)的手機(jī)APP也日漸增多,以眾包模式提供實(shí)時(shí)路況的車托邦A(yù)pp已實(shí)現(xiàn)千萬級(jí)用戶量。我們預(yù)計(jì)如胎壓監(jiān)測、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、倒車影像、夜視系統(tǒng)等技術(shù)將在近年實(shí)現(xiàn)較快速度的成長。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度高意味著可能依靠規(guī)模生產(chǎn)迅速降低成本,若安裝施工簡單將加快該產(chǎn)品的普及速度,因此符合這兩個(gè)條件的胎壓監(jiān)測、抬頭顯示HUD等產(chǎn)品也有望取得積極推進(jìn)。
內(nèi)資廠以后裝為主,逐步走向前裝
截止 2013 年,根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),中國汽車保有量達(dá)到 1.27億輛,全球保有量達(dá)到 11.9 億輛,汽車后市場越來越龐大;中國的汽車后市場占全部汽車市場的 49%,而全球則由于歐美日國家的汽車普及,后市場份額占 72%(配件+服務(wù))。我們估測,中國汽車后市場的配件和服務(wù)總市場規(guī)模約 2500 億元,主要包括基本養(yǎng)護(hù)、汽車輪胎、美容裝
飾(前三項(xiàng)合計(jì)約1300 億)、飾品用品、汽車改裝、汽車電子、汽車影音(后四項(xiàng)合計(jì)1200億)等七項(xiàng),其中后三項(xiàng)單價(jià)高、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、安裝要求高,是汽車后市場附加值最高的三部分。
汽車電子產(chǎn)品的前裝供應(yīng)鏈比較穩(wěn)定,其產(chǎn)品要求高、種類多、認(rèn)證周期長、進(jìn)入壁壘高,國內(nèi)廠商的進(jìn)入過程相對(duì)較長;主機(jī)廠(無論合資還是自主品牌)出于安全性和穩(wěn)定性的考慮,對(duì)國內(nèi)廠商的態(tài)度也是逐漸放開,從與安全無關(guān)的車載信息系統(tǒng)開始導(dǎo)入,逐漸 BCM(車身電子控制)也引入國內(nèi)供應(yīng)商,而整車(動(dòng)力和底盤)上的汽車電子國內(nèi)獨(dú)資供應(yīng)商則非常少。全球前四大汽車電子廠商分別有全球前四的主機(jī)廠支撐,而國內(nèi)尚未形成這樣的格局,一方面是供應(yīng)商還沒有形成規(guī)模,另一方面是部分主機(jī)廠并未采取長期合作的態(tài)度對(duì)待供應(yīng)商。
后裝方面,以國內(nèi)最常見的后裝汽車電子產(chǎn)品——車載導(dǎo)航為例,除部分進(jìn)口車、合資品牌高端車的前裝導(dǎo)航外,后裝市場基本被中國廠商占據(jù),深圳航盛電子、廣東好幫手電子、深圳路暢科技、惠州華陽通用、惠州德賽西威汽車電子、深圳索菱實(shí)業(yè)等公司是市場的主要參與者;我們估算這六家公司市占率不超過 30%,市場處于非常分散的狀態(tài)。由于率先實(shí)現(xiàn)后裝的產(chǎn)品以與安全相關(guān)性小的車載為主,因此門檻相對(duì)較低,市場進(jìn)入者眾多,這樣的行業(yè)現(xiàn)狀較難被打破;行業(yè)龍頭會(huì)在后裝市場積累一定資本和經(jīng)驗(yàn)后,逐步進(jìn)入前裝市場,打開新的空間。
總結(jié)內(nèi)資汽車電子供應(yīng)商可能的三條成長路徑:
1、 通過整車企業(yè)主導(dǎo),或推動(dòng)股權(quán)投資,實(shí)現(xiàn)零組件國產(chǎn)化,相對(duì)認(rèn)證溝通順暢;但客戶單一,市場競爭力難以保障;
2、 通過海外并購,快速學(xué)習(xí),進(jìn)入海外供應(yīng)鏈;但整合難度大;
3、 從后裝市場做起,逐步向前裝延伸,車載系統(tǒng)較為適用此路徑。[page]
智能汽車典型產(chǎn)品
主動(dòng)安全:強(qiáng)需求的智能產(chǎn)品
美國弗吉尼亞州技術(shù)局和 NHTSA 聯(lián)合發(fā)布的研究表示,95%的交通事故由人為引起,其中 80%由于駕駛員在事故前 3 秒內(nèi)的注意力不集中或判斷失誤造成的;大眾汽車的調(diào)查結(jié)果顯示,在嚴(yán)重的車禍中 85%的駕駛員完全沒有采取制動(dòng)或沒有完全制動(dòng)。美國高速公路安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)認(rèn)為, 通過碰撞前提示系統(tǒng)(FCW), 每年可以避免230萬起撞車事故和7200起交通悲?。煌ㄟ^車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDW),每年可以減少 50萬起撞車事故和 10000 起悲劇,超過 60%的交通事故可以通過為汽車配備包括盲點(diǎn)提示等基礎(chǔ)的智能輔助系統(tǒng)加以避免。
目前在售車中,通常越高端的車型所搭載的主動(dòng)安全技術(shù)越多,而同一車型高低配臵差異也常在主動(dòng)安全中體現(xiàn);消費(fèi)者需求強(qiáng)烈和產(chǎn)品價(jià)格高昂之間形成了巨大的鴻溝,以色列公司Mobileye就借此機(jī)遇崛起。
Mobileye 建立于 1999 年,致力于汽車工業(yè)的計(jì)算機(jī)視覺算法和輔助駕駛系統(tǒng)的芯片和產(chǎn)品研發(fā);與整車廠增加攝像頭和雷達(dá)的路徑不同,其獨(dú)特之處是運(yùn)用單攝像頭附帶傳感器的硬件配臵,加上獨(dú)特的算法系統(tǒng),將物體探測任務(wù)歸一在一個(gè)平臺(tái)上,從而簡化安裝程序,大幅降低成本。通過一個(gè)三件套組合,包括攝像頭、顯示器、蜂鳴器在內(nèi),在后裝市場實(shí)現(xiàn)車道偏離、行人碰撞預(yù)警的功能;另外在前裝市場,結(jié)合汽車車體控制模塊,可以實(shí)現(xiàn) ADAS的大部分功能。
Mobileye 崛起,依靠低成本的 ADAS 中監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案,用單攝像頭+強(qiáng)算法芯片替代了原有的 5-6 顆攝像頭的應(yīng)用方案,可大幅降低成本;因此在重視主動(dòng)安全的外資品牌中首先獲得訂單。公司已經(jīng)與超過20 家車廠合作,通過 Tier 1 供應(yīng)商進(jìn)入這些全球巨頭供應(yīng)鏈中;公司銷售收入和已安裝車輛中都是前裝市場貢獻(xiàn)為主。 2011年收入0.2億美元,研發(fā)支出 0.15 億美元,此后銷售額每年翻番,而研發(fā)支出相對(duì)平穩(wěn),銷售額的快速增長使得公司有能力投入下一代產(chǎn)品研發(fā);截止 1Q14,已有330萬輛車安裝了其產(chǎn)品,其中后裝市場僅 12萬輛。
Mobileye的核心競爭力在于低成本的單芯片解決方案,因此也可將其視作 IC 設(shè)計(jì)公司;受益于自動(dòng)駕駛的行業(yè)大趨勢,提供核心半導(dǎo)體器件和軟件的公司將獲得更快的發(fā)展。
車載信息終端:信息匯集,想象無限
汽車上的屏幕主要有兩塊:1)中控臺(tái)上的車載信息中心,2)駕駛員面前的儀表盤;考慮到尺寸大小與受眾范圍,中控臺(tái)上的區(qū)域是目前車載信息中心的主要表現(xiàn)場所,但從主機(jī)廠的布局來看,未來車載導(dǎo)航和儀表盤的信息將實(shí)現(xiàn)更多互聯(lián)。易觀國際數(shù)據(jù),2013 年中國市場實(shí)際新增裝配 900 萬臺(tái)(其中 200 萬臺(tái)前裝+700 萬臺(tái)后裝),當(dāng)年增量前裝滲透率為10%,存量總滲透率約 25%;仍具有廣闊的成長空間。
傳統(tǒng)車載信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈比較簡單,以零部件/模組供應(yīng)商到Tier 1 供應(yīng)商再到整車廠為鏈條,其中 Tier 1 和整車廠或獨(dú)立第三方都可能扮演TSP(Telematics Service Provideer)的角色,為用戶提供操作界面平臺(tái)。Apple 推出的 CarPlay 和 Google 推出的 Android Auto 投射功能受到歡迎,依靠智能手機(jī)的信息處理能力,僅在汽車上設(shè)計(jì)接口,用以降低成本。車機(jī)是目前 IT/互聯(lián)網(wǎng)廠商進(jìn)入汽車市場的重要切入口,國內(nèi)外 IT 巨頭均布局已久。與新晉的 OBD 模式不同,車機(jī)單價(jià)高、人車互動(dòng)直觀,是兵家必爭之地。
車載 OBD 裝臵:小入口的大生意
OBD全稱 On-Board Diagnostic,中文譯為“車載診斷系統(tǒng)”;最早為監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況與尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)而設(shè)立,若檢測到排放超標(biāo)或發(fā)動(dòng)機(jī)異常,則會(huì)發(fā)出警報(bào)。美日歐已經(jīng)進(jìn)入 OBD-III階段,該系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、ABS等系統(tǒng)ECU中讀取故障碼和數(shù)據(jù)。OBD直接連接到CAN總線,通過行車電腦讀取數(shù)據(jù),是汽車行駛數(shù)據(jù)的一個(gè)匯集點(diǎn)和出口;已標(biāo)準(zhǔn)化的接口形態(tài)給產(chǎn)業(yè)鏈各方留下了突破的機(jī)會(huì)。
OBD可讀的汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)極有價(jià)值,如保險(xiǎn)公司、二手車市場、整車廠、運(yùn)營商都對(duì)其虎視眈眈,因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是分析汽車狀況、駕駛習(xí)慣的基礎(chǔ),也是保險(xiǎn)定價(jià)、二手車定價(jià)的基礎(chǔ);經(jīng)營OBD裝臵的廠商,如果能對(duì)數(shù)據(jù)擁有主動(dòng)權(quán)(如果在擁有足夠多的用戶),將會(huì)非常強(qiáng)勢,成為大數(shù)據(jù)分析的源頭,并可延伸至數(shù)據(jù)服務(wù)端,直接給予客戶(包括個(gè)人及公司)行車路線、習(xí)慣的建議。
產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研發(fā)現(xiàn),除此類專業(yè)診斷設(shè)備外,目前國內(nèi)已出貨車載OBD診斷設(shè)備總量約為 60萬臺(tái)(總市場規(guī)模約15億元),包括商用車和乘用車市場;比較多應(yīng)用在商用車,主要是專業(yè)車隊(duì)等,但大多僅有 GPS功能,車況檢測的應(yīng)用較少。由于目前國內(nèi) OBD 檢測器生產(chǎn)商達(dá)到 2000 個(gè),平均每家歷史產(chǎn)量僅約 300個(gè)。產(chǎn)業(yè)已經(jīng)意識(shí)到依靠硬件收入發(fā)展將很快遇到天花板,未來將在數(shù)據(jù)和服務(wù)上產(chǎn)生更多的商業(yè)模式。
來源:國泰君安證券
本文地址:http://ewshbmdt.cn/news/shichang/40026
以上內(nèi)容轉(zhuǎn)載自國泰君安證券,目的在于傳播更多信息,如有侵僅請(qǐng)聯(lián)系admin#d1ev.com(#替換成@)刪除,轉(zhuǎn)載內(nèi)容并不代表第一電動(dòng)網(wǎng)(ewshbmdt.cn)立場。
文中圖片源自互聯(lián)網(wǎng),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系admin#d1ev.com(#替換成@)刪除。