汽车域控制器是一种集成了多种功能的电子控制单元,用于管理和控制车辆的各种系统。随着汽车电子技术的发展和汽车功能的不断增加,传统的单个电子控制单元已经无法满足汽车控制系统的需求。因此,汽车制造商开始采用多个电子控制单元来管理各种系统,但这些单元之间的通信和协调需要复杂的软件算法和硬件设计,增加了开发成本和复杂度。而汽车域控制器可将多个电子控制单元的功能集成到一个单一的控制单元中,从而简化系统架构并降低了成本。
博世将整车电子电气架构发展划分为6个阶段:模块化阶段(一个功能一个ECU硬件)、功能集成阶段、域控制器阶段、跨域融合阶段、车载中央电脑和区域控制器阶段以及车载云计算阶段。根据博世整车电子电气架构战略图,整车电子电气架构当前正处于域集中化及跨域融合的关键时期,智驾域、座舱域、动力域、底盘域、车身域等五大域控各司其职,共同构成了集中式电子电器架构的基础。
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据盖世研究院统计,2022年国内自动驾驶、智能座舱域控制器装载量及渗透率总体呈上升态势。其中,自动驾驶域控制器全年装载量131万套,月度渗透率由3.7%升至10%;智能座舱域控制器全年装载量164万套,月度渗透率由5.2%升至12.2%。
行泊一体域控制器属于自动驾驶域控制器范畴,能够实现行车与泊车的深度融合,是汽车电子电气架构集中化进程中重要的阶段性产品,也是当前自动驾驶域控市场的主力军。盖世整理了 2023 年1-4月汽车终端销量数据,统计市场上搭载行泊一体域控制器且比较热门的车型的销量,供行业参考。
图表1 部分行泊一体域控制器车型销量及供应商
国内和国外的域控制器厂商各有优劣。国内厂商价格较低,本土化程度高,在技术水平方面已经取得了一定的进步。国外厂商技术领先,品牌知名度高,具有全球化的销售网络和服务体系,但价格较高,产品和服务可能不太适应中国市场的需求。典型企业包括:
德赛西威,德赛西威是英伟达在中国支持的第一家本土自动驾驶 Tier 1,与地平线在智能座舱领域达成战略合作。其中,在大算力域控制器领域,IPU03 已在小鹏 P7 和 P5 量产,IPU04已在理想 L9 量产;
东软集团,东软智能座舱域控制器符合”拟人化”发展趋势,采用国内外主流高性能车规级芯片,支持集成AVM、AR导航、DMS、OMS等高算力算法,支持丰富的云服务,可集成丰富生态;
宏景智驾,推出单征程3行泊一体域控制器,单颗SoC支持行车、泊车双场景,算法分时复用,经过软件算法的稀疏化和裁剪,该域控制器在低算力平台上运行游刃有余,突破业内性价比的天花板;
伟世通,全球第一款量产座舱域控制器的产品由伟世通于2018年推出。现在座舱域控制器已经成为主机厂的主流配置,伟世通也在不断迭代自己的技术,从奔驰第一代、第二代到现在第三代座舱域控制器技术,伟世通的产品在不断革新。
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域控制器是汽车电子产业的重要组成部分,自主研发和生产域控制器可以推动整个产业向高端化、智能化方向升级。随着全球汽车市场的竞争加剧,自主研发和生产域控制器可以帮助国内汽车厂商提升国际竞争力,在国际市场上获得更大的市场份额。基于此背景,盖世汽车推出2023版域控制器供应链报告,希望带大家了解更多域控制器行业的情况信息。
域控制器产业链全景
域控制器厂商按照功能可分为智驾、座舱、底盘、动力、车身五大域控,当前行业玩家主要集中在自动驾驶和智能座舱领域;上游主要为SoC主控芯片及其他各类功能芯片,某些细分领域已实现一定程度的国产替代;下游整车市场将随域控制器逐步渗透而进一步扩大。
图表2域控制器产业链示意图
以上为域控制器产业链部分优秀企业
域控制器厂商地域分布
根据域控制器行业热力地图,域控制器厂商主要分布在上海、北京、广东、江苏、浙江、安徽及湖北等地区,这些地区的经济发展水平较高,汽车产业比较发达,有利于域控制器研发量产.
图表3 域控制器各地区部分代表性企业
2022年国内域控制器市场竞争格局及配套车型
从2022年市占率来看,除特斯拉域控制器由和硕代工外,国内域控制器市场基本由数家头部供应商占据主要份额,典型企业如博世、大陆、伟世通、德赛西威、东软等正积极布局,有望取得域控制器市场的领导地位。
图表4 2022年国内自动驾驶域控制器市场竞争格局
图表5 2022年国内智能座舱域控制器市场竞争格局
图表6 2022年自动驾驶域控制器供应商及配套车型
域控制器跨域集成:舱驾一体和三域融合是主流趋势
根据博世在整车电子电气架构方面的战略图,整车电子电气架构的发展分为三大类,分别是模块化和集成化架构方案(分布式)、集中式域融合架构方案和车载电脑云计算架构方案。域控制器五大功能域之间存在密切通讯与协作关系,为域控制器跨域集成奠定了基础。“智驾+座舱”的舱驾一体方案以及“底盘+车身+动力”的三域融合方案更得青睐,是当下的主流趋势。
目前,国内Tier1企业企业舱驾一体研究进展迅速,2023年底便有很大希望实现落地。其中,德赛西威基于多SoC芯片的舱驾融合方案2022年4月,发布车载智能计算平台“Aurora”—— 实现了从域控制器向中央计算平台的跨越。在硬件层面,该中央计算平台搭载英伟达Orin、高通SA8295和黑芝麻华山A1000三大SoC芯片;在功能层面集成智能座舱、智能驾驶、网联服务等多个功能域;在结构形式上采用插拔式结构 —— 算力可伸缩配置,用于满足不同价位车型的多样化需求。
东软睿驰基于自主研发的NeuSAR基础软件平台,通过数据驱动方式,打造了智驾域控架构和多域融合架构,实现面向服务的灵活拓展与部署,构建灵活、稳定、可扩展的中间件支持平台,助力OEM实现多样的自动驾驶功能的快速落地。
创时智驾在硬件层面正在规划两类高性能的舱驾一体域控制器,分别基于J5系列芯片和基于Orin系列芯片;在软件层面考虑采用成熟的中间件软件平台、支持多域融合的CarOS软件框架和支持应用软件开发的安全组件产品Safety Copilot。
中科创达于2022年初,发布基于高通SA8295芯片的硬件平台,实现一芯多屏座舱域控方案,并在高算力(CPU算力200K DMIPS、GPU算力3000G FLOPS、 NPU算力30 TOPS)和多摄像头支持能力下,实现座舱和低速泊车功能的融合,支持360°环视和智能泊车功能。
另外,“底盘+车身+动力”的三域融合方案也陆续开始量产落地。典型方案如下:
图表7 量产上车的三域融合产品
IMS关键零部件及典型供应商
1、SoC主控芯片
SoC主控芯片是集成了多种功能的芯片,包括CPU、GPU、DSP等。它可以作为域控制器的核心部件,负责管理整个域控制器的运行和控制。具体来说,SoC主控芯片可以通过总线协议与其他芯片进行通信,协调各个子系统之间的数据传输和处理。同时,它还可以对域控制器的性能进行监控和管理,确保系统的稳定性和可靠性。代表供应商:
英伟达:Orin是英伟达专门为自动驾驶领域设计的芯片,具备强大的AI计算能力和高精度定位系统,可实现高级驾驶辅助和自动驾驶功能,是当前主流的自动驾驶大算力芯片。
高通:高通座舱域控芯片采用了先进的8纳米工艺,配备了强大的CPU和GPU,能够提供卓越的计算性能和图形处理能力。
地平线:地平线作为推动智能驾驶在中国乘用车领域商业化应用的先行者,征程系列芯片已然成为智能驾驶域控制器的主流选择。
2、存储芯片
存储芯片是域控制器的重要组成部分,它负责存储和管理车辆的各种数据和信息。域控制器通过与存储芯片的通信,可以读取和写入车辆传感器、执行器和控制器的数据,以及存储车辆的状态信息和控制指令。代表供应商:
三星:三星电子以2025年成为全球最顶级的汽车半导体企业为目标,正在集中发展汽车半导体,目前已在在全球DRAM和NAND市场上处于领先地位。
SK海力士:SK海力士不仅将纠错功能应用在DRAM裸片中,而且应用在DRAM接口中,以减少汽车内存中可能出现的错误,确保产品的稳定性。
兆易创新:兆易创新GD552G大容量产品已通过车规AECQ-100认证,SPI NOR Flash车规级产品容量已全线铺齐,GD25车规级存储全系列产品已实现在多家汽车企业批量采用
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3、接口芯片
接口芯片是域控制器的重要组成部分,它负责与外部设备进行通信和数据传输。接口芯片通常包括多个输入输出接口,可以连接各种传感器、执行器和控制器等外部设备。通过接口芯片,域控制器可以获取来自外部设备的实时数据和指令,并将控制信号发送给相应的执行器。同时,接口芯片还可以对外部设备的状态进行监控和管理,确保系统的稳定性和可靠性。代表供应商:
纳芯微:纳芯微收发器芯片可在-40°C至+125°C的宽温工作范围内稳定运行,数据传输速率高达5Mbps,全系支持CAN FD,提供业内通用的封装形式,拥有优异的EMC性能。
芯力特:芯力特车载CAN/LIN收发器芯片累计出货量超过1亿颗,与国内外十余家主机厂以及300余家Tier1/Tier2厂商建立业务合作关系,已广泛应用于汽车BCM、EPS、ADAS、AVAS、BMS、TBOX、OBC、OBD、PEPS等众多领域。
裕太微:在以太网物理层芯片方面,公司已形成不同端口数、不同速率、多领域、多层级的以太网物理层芯片产品序列;并基于现有的技术储备,持续向交换链路等上层芯片领域延伸。
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4、MCU
MCU(微控制器单元)是域控制器的核心部件之一,负责控制和管理整个域控制器的运行和数据处理。MCU通常包括CPU、内存、外设接口等模块,可以实现复杂的计算和控制功能。通过与MCU的配合,域控制器可以实现更加高效和稳定的数据处理和控制功能,提高整个系统的性能和可靠性。代表供应商:
意法半导体:新一代车用微控制器(MCU)Stellar P,可整合CAN-XL 车载通讯标准的微控制器,让新的汽车平台能处理不断成长的资料流程,以维持汽车性能处于巅峰状态。
瑞萨:瑞萨MCU产品家族有着全面的产品布局,既包括成熟的8/16/32bit自有内核产品,如RL78及RX系列,可以全面覆盖从低成本到高性能的应用场景。
芯驰科技:芯驰科技E3系列产品CPU主频高达800MHz,具有高达6个CPU内核,其中4个内核可配置成双核锁步或独立运行,填补国内高端高安全级别车规MCU市场的空白。
5、PMIC电源管理芯片
PMIC(电源管理集成电路)是域控制器的重要组成部分,它负责管理和控制整个系统的电源供应。通过与各种电源模块的配合,PMIC可以实现对电压、电流、功率等参数的精确控制和监测,确保系统在各种工作状态下都能稳定运行。代表供应商:
上海贝岭:公司电源管理、智能计量及SoC、非挥发存储器、功率器件和数据转换器等产品领域均有若干技术层面的高端产品,公司数据转换器、智能计量和部分电源管理芯片等产品达到了业内先进水平。
晶丰明源:晶丰明源是国内领先的模拟和混合信号集成电路设计企业之一,产品主要有 LED 照明驱动芯片、内置 AC/DC 电源管理芯片、外置 AC/DC 电源管理芯片及 DC/DC 电源管理芯片等。
英集芯:主营业务为电源管理芯片、快充协议芯片,提供的电源管理芯片和快充协议芯片广泛应用于移动电源、快充电源适配器、无线充电器、车载充电器、TWS耳机充电仓等产品。
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结语
域控制器市场正处于放量搭载的快速扩张期,同时也正在经历跨域融合、向中央计算平台和车云计算进一步迈进的关键过渡期。在这个日益成熟的市场上,竞争和内卷已成为行业常态。商海沉浮,群雄逐鹿,未来究竟谁能扛鼎成为行业带头人,相信不远的将来就可见分晓。