【AI與自動(dòng)駕駛聯(lián)手 推動(dòng)座艙電子智能化升級(jí)】汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。其中車體汽車電子控制裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)(車身電子ECU),車載汽車電子控制裝置包括座艙電子系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)等。當(dāng)前,自動(dòng)駕駛加速落地,智能駕駛艙成為入口。
全球車機(jī)市場(chǎng)空間巨大,智能化推動(dòng)行業(yè)升級(jí)
汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。其中車體汽車電子控制裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)(車身電子ECU),車載汽車電子控制裝置包括座艙電子系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)等。
根據(jù)產(chǎn)品形態(tài)的差異,座艙電子系統(tǒng)可分為車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、車載顯示屏(中控)、儀表盤(pán)與HUD(HeadUpDisplay,抬頭顯示)等。
座艙電子系統(tǒng)在過(guò)去近百年經(jīng)歷了兩次重要的升級(jí)換代:
?從聽(tīng)覺(jué)到視覺(jué):1924年,雪佛蘭搭載了第一款車載收音機(jī),開(kāi)啟了車內(nèi)搭載娛樂(lè)系統(tǒng)的時(shí)代。車載收音機(jī)也經(jīng)歷了卡式磁帶播放機(jī)、播放器的產(chǎn)品演變,不過(guò)功能都相對(duì)單一。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,人們不滿足于音頻的播放,增加了視頻的播放,車內(nèi)也正式出現(xiàn)了顯示屏。
?從娛樂(lè)到信息:隨著汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展,車載電子不僅僅是音頻與視頻等娛樂(lè)系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上增加了藍(lán)牙電話、導(dǎo)航、車載地圖等通訊功能與信息設(shè)備。傳統(tǒng)的車載娛樂(lè)系統(tǒng)升級(jí)為車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)。隨著汽車電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,以及人工智能與自動(dòng)駕駛技術(shù)的突破,傳統(tǒng)的車載娛樂(lè)信息系統(tǒng)也遵循這樣的發(fā)展演變路線。我們認(rèn)為座艙電子正處在第三次重要升級(jí)周期的開(kāi)始階段。
?從傳統(tǒng)到智能:在這次升級(jí)中,主要包括:1)娛樂(lè)系統(tǒng)從傳統(tǒng)視頻音頻播放,向在線視頻、前后座影音系統(tǒng)等發(fā)展;2)信息系統(tǒng)從導(dǎo)航、車載地圖,向倒車影視、360環(huán)視等ADAS產(chǎn)品發(fā)展,以及胎壓監(jiān)測(cè)、駕駛員信息等更多車內(nèi)信息的顯示。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分散,國(guó)內(nèi)廠商市占率提升
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分散,國(guó)際巨頭市場(chǎng)份額領(lǐng)先座艙電子全球競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。從地域來(lái)看,基本都圍繞世界汽車工業(yè)強(qiáng)國(guó)德國(guó)、日本、美國(guó)分布:
?歐洲(德國(guó)):博世、大陸等。
?亞洲(日本):電裝、松下、先鋒、歌樂(lè)、愛(ài)信AW、JVC建伍等。
?美洲(美國(guó)):偉世通、德?tīng)柛?、哈曼等?/p>
無(wú)論是車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、車載顯示屏(中控)、儀表盤(pán)還是HUD,傳統(tǒng)國(guó)際巨頭的市場(chǎng)份額都處于領(lǐng)先地位。
國(guó)內(nèi)汽車電子廠商市占率逐步提升
國(guó)內(nèi)汽車電子廠商和國(guó)際巨頭相比,由于起步較晚,而且缺乏前期的大規(guī)模研發(fā)投入,在收入規(guī)模和全球市占率方面都處于下風(fēng)。國(guó)內(nèi)車機(jī)廠商主要分為兩種類型:
?通過(guò)并購(gòu)直接獲得外企技術(shù):通過(guò)對(duì)外資公司的并購(gòu),或者對(duì)外資股份的收購(gòu),使公司的研發(fā)和管理水平處于較高水平,再積極拓展國(guó)內(nèi)客戶。典型企業(yè)有均勝、德賽西威等。
?通過(guò)后裝逐漸進(jìn)入前裝市場(chǎng):由于后裝產(chǎn)品創(chuàng)新速度快,能夠及時(shí)融合最新技術(shù),而且很快打入市場(chǎng),因此后裝市場(chǎng)成為大部分國(guó)內(nèi)車機(jī)廠商的主要突破口。通過(guò)逐步擴(kuò)大后裝市場(chǎng),自己的產(chǎn)品逐漸受到車企認(rèn)可,從而逐步進(jìn)入前裝市場(chǎng)。典型企業(yè)有華陽(yáng)、路暢、索菱等。
國(guó)內(nèi)廠商除了德賽西威、均勝等少數(shù)擁有外資和合資車企客戶的廠商,絕大部分都主要給自主車企供貨。由于自主品牌車企市占率不斷提升,以及國(guó)內(nèi)汽車電子廠商對(duì)客戶需求的響應(yīng)要快于國(guó)際巨頭,因此國(guó)內(nèi)汽車電子廠商收入規(guī)模增速快于國(guó)際巨頭,市占率也在不斷提升。除了收入規(guī)模和國(guó)際巨頭還有較大差距,在毛利率、凈利潤(rùn)率尤其是復(fù)合增長(zhǎng)率方面都有優(yōu)勢(shì)。其中德賽西威3年CAGR達(dá)到31.6%,在國(guó)內(nèi)外都處于遙遙領(lǐng)先。
國(guó)家政策推動(dòng)自動(dòng)駕駛加速落地
美國(guó)高速公路交通安全管理局(NHTSA)和中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(CAAM)將自動(dòng)駕駛分為5級(jí)(L0-L4),美國(guó)機(jī)動(dòng)車工程師協(xié)會(huì)(SAE)將自動(dòng)駕駛分為6級(jí)(L0-L5)。幾種等級(jí)劃分方法差別不大,都是依據(jù)汽車的智能化程度和人在駕駛過(guò)程中的參與度進(jìn)行分類。
中國(guó)對(duì)自動(dòng)駕駛的發(fā)展十分看重。從2016年國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)制造2025》,提出到2020年要掌握智能輔助駕駛總體技術(shù)及各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),到同年工信部發(fā)布“智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展路線圖”,到2017年人工智能和自動(dòng)駕駛的政策相應(yīng)出臺(tái),再到2018年各地紛紛推出自動(dòng)駕駛汽車道路測(cè)試規(guī)范和牌照發(fā)放,自動(dòng)駕駛在政策推動(dòng)下加速發(fā)展。
智能駕駛艙產(chǎn)品成為自動(dòng)駕駛的入口
隨著新能源汽車和自動(dòng)駕駛汽車的普及,車用信息的交互需求逐漸提升。中控顯示屏可以集成傳統(tǒng)的車載信息娛樂(lè)功能和車載導(dǎo)航功能,并且能夠?qū)崿F(xiàn)更加豐富與便捷的人機(jī)交互,而傳統(tǒng)的機(jī)械儀表盤(pán)已經(jīng)無(wú)法滿足新能源汽車的電量顯示、續(xù)航里程等功能,而因此,以中控大屏和液晶儀表盤(pán)為代表的智能駕駛艙產(chǎn)品有望率先實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
車載顯示(中控):大屏中控成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
車載顯示屏可以簡(jiǎn)單分為T(mén)FT-LCD顯示屏和非TFT顯示屏。TFT-LCD顯示屏通常顯示圖像,非TFT顯示屏通常顯示字符,一般多是TN/CSTNLCD/VFD/PMOLED材質(zhì)。
中控屏部分有兩種設(shè)計(jì):一種是單一的大屏,以特斯拉新派汽車廠家的17寸顯示屏最為典型,涵蓋了大部分要顯示的內(nèi)容,通常都采用豎屏設(shè)計(jì)。另一種是分開(kāi)兩塊屏設(shè)計(jì),一塊顯示娛樂(lè)信息和導(dǎo)航,另一塊用來(lái)顯示空調(diào)等其他信息,傳統(tǒng)高端汽車廠家如奧迪奔馳寶馬雷克薩斯等都采用此種設(shè)計(jì)多采用這種設(shè)計(jì),通常將娛樂(lè)信息屏放在中控臺(tái)最上部,采用橫屏設(shè)計(jì)。低端車對(duì)空調(diào)信息之類的不用顯示屏。
根據(jù)IHSAutomotive數(shù)據(jù),車載顯示(中控)全球市場(chǎng)規(guī)模2016年為25億美元,預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到42億美元,CAGR為11%。全球市場(chǎng)中,偉世通市場(chǎng)份額最大,占24%,大陸15%位居次席。
液晶儀表盤(pán):高清、集成、智能成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
汽車儀表盤(pán)是反映車輛各系統(tǒng)工作狀況的裝置。隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展,汽車儀表盤(pán)也在不斷改革技術(shù),已經(jīng)從一個(gè)僅僅提供轉(zhuǎn)速、車速的簡(jiǎn)單元件,變成了智能駕駛艙中顯示多種信息的重要部件。高清、集成、智能是汽車儀表及顯示技術(shù)的三大發(fā)展方向。
?純機(jī)械指針儀表:機(jī)械儀表盤(pán)的顯示信息來(lái)自傳感器,傳感裝置根據(jù)被檢測(cè)對(duì)象的狀態(tài)變化而改變電阻值,再通過(guò)儀表顯示出來(lái)。純機(jī)械儀表盤(pán)的缺陷有:1)儀表電源的電壓容易波動(dòng),因此機(jī)械儀表還需要專門(mén)配備穩(wěn)壓器,以保證儀表的精確性;2)傳統(tǒng)機(jī)械儀表含有磁鋼元件,受溫度影響較大,容易造成顯示誤差;3)機(jī)械儀表只能通過(guò)指針顯示信息,因此整個(gè)儀表盤(pán)顯示信息非常有限。
?電氣儀表盤(pán):電氣儀表盤(pán)可顯示的信息非常多。從真空熒光顯示器(VFD),到液晶監(jiān)視器(LCD),再到薄膜晶體管顯示器(TFT),儀表盤(pán)顯示的信息越來(lái)越清晰、快捷。目前比較流行的方案是采用機(jī)械儀表結(jié)合數(shù)字儀表的方式,例如車速、轉(zhuǎn)速信息采用指針,指示燈信息采用LED燈點(diǎn)亮形式,而其他信息則采用TFT屏。
?全數(shù)字儀表盤(pán)(虛擬儀表盤(pán)):虛擬儀表盤(pán)用屏幕取代了指針、數(shù)字等現(xiàn)有儀表盤(pán)上最具代表性的部分,其優(yōu)點(diǎn)是:1)可以由用戶自己定義儀器系統(tǒng),以滿足不同的要求,功能更加強(qiáng)大、靈活,更容易同網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)及其他應(yīng)用相連接;2)多媒體娛樂(lè)信息和車輛基本信息也可以更符合邏輯的顯示出來(lái),集中顯示有助于提升駕駛安全,駕駛員的視距也不必在多個(gè)位置頻繁切換;3)簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì),也可以將更多空間留給乘坐區(qū)域或者是儲(chǔ)物等等。
國(guó)內(nèi)廠商中,德賽西威在儀表盤(pán)技術(shù)上較為領(lǐng)先。德賽西威的R1平臺(tái)采用飛思卡爾XHYMCU+IMAX6雙核GDC系統(tǒng)架構(gòu),支持12.3寸TFT(最大分辨率可達(dá)1920x720),采用QNX操作系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)2D/3D圖形渲染能力,并根據(jù)駕駛情況動(dòng)態(tài)顯示內(nèi)容。德賽西威新一代儀表盤(pán)T2平臺(tái)擁有更強(qiáng)大的圖形處理能力和動(dòng)畫(huà)效果,支持旋轉(zhuǎn)菜單與滾動(dòng)條效果實(shí)現(xiàn),也可以支持CAN總線和以太網(wǎng)信號(hào)輸入。2017年德賽西威駕駛儀表盤(pán)實(shí)現(xiàn)收入3.3億元。
HUD:信息顯示更加舒適便捷
HUD技術(shù)最早出現(xiàn)在飛機(jī)上,利用光學(xué)反射的原理,將重要的飛行相關(guān)資訊投射在一片玻璃上面。HUD系統(tǒng)成像的關(guān)鍵是一種透明的高折射率鍍膜,這種膜并非單獨(dú)存在,而是特殊前擋風(fēng)玻璃的表層功能部分,這種汽車擋風(fēng)玻璃的生產(chǎn)主要采用浸漬法和網(wǎng)印法等。由于它含有氧化的Ti和Si,所以它的折射率介于1.8~2.2之間,大于普通前擋風(fēng)玻璃1.52的折射率,因此表面的反射率增大,再經(jīng)過(guò)多次光干涉就可在遠(yuǎn)處成像。為了針對(duì)不同的光線效果進(jìn)行補(bǔ)償,HUD可根據(jù)晴雨/光照傳感器自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。
汽車HUD分擋風(fēng)玻璃型(Windshield,W型)和集成顯示型(Combined,C型)。汽車裝配HUD的好處在于:1)駕駛員可以不低頭就看到信息,從而避免分散對(duì)前方道路的注意力;2)駕駛員不必經(jīng)常在觀察遠(yuǎn)方的道路和近處的儀表之間切換視線,能夠有效避免視覺(jué)疲勞。HUD最早出現(xiàn)在2001年通用的Corvette上。2004年寶馬推出第一個(gè)彩色顯示HUD。
根據(jù)IHSAutomotive數(shù)據(jù),HUD全球市場(chǎng)規(guī)模2016年為5億美元,總出貨量約260萬(wàn)套,其中W型HUD為200萬(wàn)套,C型HUD為60萬(wàn)套。預(yù)計(jì)到2021年HUD市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到16億美元,CAGR為26%,總出貨量約870萬(wàn)套,其中W型HUD為700萬(wàn)套,C型HUD為170萬(wàn)套。
HUD全球市場(chǎng)中,日本精機(jī)市占率幾乎達(dá)到全球一半(47%),大陸集團(tuán)和電裝集團(tuán)以19%和15%位居二三位。日本精機(jī)集團(tuán)擁有寶馬、通用、奧迪三大客戶;德國(guó)大陸主要客戶是奔馳、奧迪和寶馬;電裝HUD主要供應(yīng)豐田,偉世通主要供應(yīng)PSA,博世主要供應(yīng)寶馬Mini。
車載電子操作系統(tǒng):QNX與Linux(Android)未來(lái)有望兩家獨(dú)大
車載電子操作系統(tǒng)是汽車智能化的核心,能夠有效分配車機(jī)的硬件資源,對(duì)車內(nèi)各種任務(wù)功能進(jìn)行協(xié)同管理,并控制各項(xiàng)任務(wù)優(yōu)先級(jí)別。常見(jiàn)的車載電子操作系統(tǒng)有:QNX、Linux(Android,AaliOS)、WindowsCE、iOS等,此外還有一些非主流操作系統(tǒng)如WindRiver和micro-ITRON等。
?QNX:黑莓旗下的一款微內(nèi)核實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),是全球第一款通過(guò)ISO26262ASILlevelD安全認(rèn)證的車載操作系統(tǒng),目前市場(chǎng)占有率超過(guò)50%,已經(jīng)應(yīng)用在包括法拉利、勞斯萊斯、布加迪、寶馬、奧迪、奔馳等超過(guò)40個(gè)品牌的6,000多萬(wàn)輛汽車中。QNX特點(diǎn)是穩(wěn)定性和安全性非常高,實(shí)時(shí)性也比較好,但缺點(diǎn)是兼容性較差。
?Android:是目前為止基于LinuxKernel開(kāi)發(fā)的最成功的操作系統(tǒng),全球智能手機(jī)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%。Android系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)在于兼容性,以及無(wú)數(shù)與之相匹配的應(yīng)用。但作為車載操作系統(tǒng),Android的穩(wěn)定性和安全性較差。
?WindowsCE:是微軟1996年發(fā)布的嵌入式操作系統(tǒng)。由于PC時(shí)Windows稱霸很多年,應(yīng)用開(kāi)發(fā)便利,同時(shí)提供大量的開(kāi)發(fā)包(Kits)和調(diào)試工具(DebugTools),所以WinCE是當(dāng)時(shí)最火的車載操作系統(tǒng)。但隨著Linux和Android的沖擊,微軟在智能手機(jī)領(lǐng)域節(jié)節(jié)敗退,已經(jīng)退出了嵌入式操作系統(tǒng)市場(chǎng),WinCE7.0也將停止更新。
?AliOS:2014年前后,互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛推出了自己的“車載操作系統(tǒng)”:蘋(píng)果的Carplay,谷歌的AndroidAuto,百度的Carlife,阿里的AliOS以及騰訊的Welink。但除了AliOS可以算作類Linux的車載操作系統(tǒng)之外,其它產(chǎn)品均是通過(guò)Mirrorlink、Miracast等通信協(xié)議將智能手機(jī)映射到車機(jī)屏幕上的解決方案,并不是“車載”的操作系統(tǒng)。他們核心功能就是建立手機(jī)與車機(jī)互聯(lián),顯示的UI界面也不是APP,信息全部來(lái)自手機(jī)端。AliOS2016年搭載到上汽榮威RX5中,銷量非常不錯(cuò)。
?iOS:蘋(píng)果對(duì)車載操作系統(tǒng)的研發(fā)還沒(méi)有對(duì)外界披露細(xì)節(jié),不過(guò)隨著QNX前CEO兼創(chuàng)始人DanDodge加入蘋(píng)果,負(fù)責(zé)蘋(píng)果“ProjectTitan”自動(dòng)汽車項(xiàng)目的研發(fā),期待蘋(píng)果未來(lái)在車載電子操作系統(tǒng)的一鳴驚人。
根據(jù)IHS數(shù)據(jù),隨著WinCE逐步退出車載操作系統(tǒng)市場(chǎng),長(zhǎng)期來(lái)看未來(lái)將會(huì)是QNX與Linux(Android)兩家獨(dú)大的市場(chǎng)。
對(duì)比車載電子操作系統(tǒng)與智能手機(jī)操作系統(tǒng),智能手機(jī)初期在經(jīng)歷過(guò)Android、Symbian、Blackberry、WindowsMobile,BADA等競(jìng)爭(zhēng)之后,最后剩下了Android與iOS,價(jià)值巨大。我們認(rèn)為,目前車載電子操作系統(tǒng)尚處在初期階段,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手較多,但智能汽車滲透率還處在比較低的水平,因此車載電子操作系統(tǒng)的價(jià)值還遠(yuǎn)未體現(xiàn),未來(lái)車載操作系統(tǒng)蘊(yùn)含巨大價(jià)值。