自動駕駛對整車算力和電子電氣架構的升級需求推動，智能汽車銷量持續(xù)高增，域控制器發(fā)展動能強勁，有望成為中期行業(yè)主流趨勢。整車廠域控架構滲透率有望加速提升，高性能、集成化、可擴展或將成為域控制器的主要發(fā)展趨勢。在此過程中，芯片廠商、集成商、整車廠均在域控制器有所布局，各環(huán)節(jié)競爭要素不同，格局空間各有特征。短期本土供應商圍繞成本優(yōu)勢及集成能力進行布局，在整車廠智能化平臺快速迭代過程中有望實現(xiàn)技術突破，進一步提升市場占有率。
電子電氣架構集中化升級，域控制器快速發(fā)展。汽車傳統(tǒng)分布式電子電氣架構難以滿足日益增長的智能化需求，能夠集合算力、降低線束及制造成本、提升復用率的域集中式架構應運而生。高性能、集成化(成本控制疊加生產難度降低)、可擴展(軟硬件解耦便于OTA升級)三大特征為中期域控制器發(fā)展提供動能。受此驅動，認為，域控制器滲透率有望提升，2025 年全球自動駕駛與智能座艙域控市場空間有望擴容至千億元人民幣。
“芯片+集成商+整車廠”構成產業(yè)鏈上下游。觀察到：芯片端競爭圍繞性能、生態(tài)、開發(fā)落地、成本四大維度展開，Mobileye在存量市場地位穩(wěn)固，英偉達及高通在增量市場快速突破，有望后來居上，實現(xiàn)全域領先;集成端競爭主戰(zhàn)場在于軟件開發(fā)、定制化需求把握及快速量產能力，國際廠商如博世、安波福等積累深布局廣，協(xié)調產業(yè)鏈資源能力強;本土廠商借助產能擴張、產品快速迭代、軟件能力持續(xù)提升強勢崛起。
本土供應商實現(xiàn)突圍，短期看降本與國產替代，長期需依賴技術迭代。在外部非經濟因素的推動下，國產替代需求中長期確定性較強。受此帶動下，國產芯片供應商實現(xiàn)了部分突圍，華為、黑芝麻、地平線等方案得到采用;國內域控制器集成商則憑借客戶協(xié)作和產能布局等先發(fā)優(yōu)勢實現(xiàn)了業(yè)務的突破。認為，通過客戶資源的積累和配合驗證，國內芯片廠商、集成商有望彎道超車實現(xiàn)技術突破及價值鏈環(huán)節(jié)上移。
盈利預測與估值
建議投資者持續(xù)關注：國內域控制器廠商德賽西威(中金電子組覆蓋)、華陽集團(中金電子組覆蓋)，均勝電子、經緯恒潤(未上市)、科博達;汽車基礎軟件及中間件提供商東軟集團(中金計算機組覆蓋)、中科創(chuàng)達、光庭信息(未覆蓋)等。
如果說車輛智能化是未來，那么智能電氣架構一定是其基礎。
本文將從特斯拉、大眾與福特3款新型SUV的電氣架構對比開始分析，看特斯拉為何能領先業(yè)界6年實現(xiàn)智能電氣架構，而傳統(tǒng)車企的歷史包袱是如何阻礙其新技術落地的，從車輛的系統(tǒng)設計，到對成本模式認知及技術模式的認知，最后到落地時要面臨哪些技術難點，詳細分析如何實現(xiàn)智能電氣架構的落地。
本文對乘用車及商用車應用均有涉及，文中也將普及一些基礎的車輛電氣原理、傳統(tǒng)方案器件成本、半導體方案及成本、線束基礎知識、負載基礎特性、HSD芯片基礎、MOSFET基礎、電流與成本的關系、相關的電子電氣設計難點、芯片參數(shù)選型等，算是拋磚引玉，希望能和行業(yè)小伙伴們一起共同推動智能電氣架構的落地。
如今的汽車行業(yè)正在經歷劇烈的電氣化及智能化變革，這種變革必然導致車輛ECU數(shù)量增多及電氣架構復雜度增加，傳統(tǒng)車企在架構升級過程中會怎么做?有哪些考量?
剛好，有國外網站3IS基于特斯拉Model Y，對比了大眾ID.4與福特Mach E的電子電氣架構，這三款車均為純電動SUV，量產時間相近;并且，大眾與福特作為傳統(tǒng)老牌大型車企，和特斯拉對比就非常具有代表性。
從下圖的ECU及網絡類型節(jié)點對比表可以看出，Model Y、ID.4、Mach E的ECU數(shù)量分別為26、52、51，特斯拉的集成度明顯要高很多，這主要是因為特斯拉將眾多小型ECU的功能全部集成到區(qū)域控制器中。前文講過，比如特斯拉的 Model 3的FBCM，既負責配電，還負責一些左前燈控制、空調控制、熱管理等功能，橫跨了傳統(tǒng)的車身、座艙、底盤及動力域。
之前就講過，傳統(tǒng)OEM是有很大歷史包袱的，按以往的經驗，基于現(xiàn)有成熟模塊進行復用可以顯著縮短車輛開發(fā)周期及降低開發(fā)成本，并保證車輛的可靠性。但如果步子邁得太大，一上來就搞大規(guī)模集成，就會牽一發(fā)而動全身。
所以，對傳統(tǒng)車企來講，任何的更改都需要很謹慎，因為制約因素很多，改起來就很困難，周期很長，涉及面很廣，風險很大，成本也很高。
大家應該還都記得，ID.3在剛上市時，出現(xiàn)了眾多軟件bug，上萬輛車停在大眾工廠等待升級。大眾尚且如此，其他家可想而知。所以可以看到，福特和大眾盡管宣稱是全新純電架構，但是仍然復用了很多小型ECU。
但有一點不可否認的是，大眾在電子電氣架構的升級過程中已經做了很大的更新，大家有興趣的話可以去看一下奧迪e-tron與ID.4的電子電氣架構的對比，可以看出巨大的變化。
高階自動駕駛系統(tǒng)在進行架構設計時，其域控內部的架構通常涉及主控芯片MCU、計算芯片SOC、電源管理模塊芯片PMIC、加解串器、CAN收發(fā)器、網絡交換機等等。提到的這些設計要素從底層上并不只是簡單的進行了一定程度的硬件連接布線，而是從軟件的角度包含涉及的相關聯(lián)系統(tǒng)的網絡配置、電源管理、存儲配置等都需要同步進行相應的軟硬件模塊開發(fā)。其中，電源配置和網絡啟動配置作為兩種比較重要的高階域控配置單元，一直是系統(tǒng)架構師、硬件架構師以及軟件架構師需要攻克的部分設計內容。
當然，行業(yè)內對于智駕系統(tǒng)芯片的使用程度和場景根據其應用需求各不相同。作為初級版本的超異構芯片，一般情況下，L2級別需要5 TOPS的算力，L3需要100+ TOPS的算力，L4為300+ TOPS。因此，低階駕駛輔助系統(tǒng)(L0~L2)通常采用單芯片如TDA4VM(8Tops+25KDMIPs)可以滿足對算力的整體需求。而對于次高階(L2+~L4)這樣的芯片的處理能力變顯得有些力不從心?？紤]當前整個業(yè)內研發(fā)的重心多傾向于L2+這樣的系統(tǒng)。因此，本文所介紹的電源分配管理方案主要考慮多片SOC的情況，比如典型的TDA4 VH、8650等為例進行架構說明。
從域控架構設計上，超異構芯片往往是所有計算資源都集中到一片芯片上進行，且該芯片也是基本上會對智駕域控中的所有相關聯(lián)的所有芯片(如加解串器、交換機、Can收發(fā)器、攝像頭控制端)進行驅動以及供電控制。因此，對于這類控制連接我們通常稱之為串聯(lián)式控制，即電源的控制鏈路通常由統(tǒng)一的PMIC對中央芯片進行統(tǒng)一管理。當然，如果考慮架構低功耗的特點，也可能將該控制中央芯片的PMIC拆分成主從兩路分別進行控制。主路實現(xiàn)全功耗下的電源控制管理。從路則是實現(xiàn)當用戶有降功耗的需求情況下的單獨電源管理(比如只通過PMIC鏈路設置激活其中的內部MCU Only模塊)。
而對于純異構芯片智駕域控架構來說，在進行電源樹設計時，則通常參照單片單控的方式，比如如果考慮MCU、SOC、GPU三類芯片如果集成到同一個系統(tǒng)架構時，則通常是采用分離式電源控制方式，即各芯片電源單獨進行開閉控制。而像加解串器、CAN收發(fā)器這類芯片的電源啟閉控制則是根據用戶定制需求搭載單獨的電源控制模塊。比如考慮單獨對喚醒CAN進行電源控制，或者單獨對bypass的影像輸出控制進行電源控制。又如Switch這類芯片則可以單獨通過MCU來進行開閉控制。
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