一、汽車E/E架構(gòu)不斷升級，華為CCA架構(gòu)指引未來發(fā)展趨勢。

1）ADAS功能升級導(dǎo)致算力需求提升。智能汽車時代，傳統(tǒng)分布式ECU架構(gòu)無法滿足日益增長的算力需求，開始向“功能域”集中。

2）“軟件定義汽車”背景下，OTA升級需要軟件實現(xiàn)SOA架構(gòu)。傳統(tǒng)分布式軟件架構(gòu)難以進行軟件快速迭代升級，需要通過SOA架構(gòu)實現(xiàn)新的軟件框架。

3）傳統(tǒng)CAN/LIN總線向以太網(wǎng)升級，滿足傳輸帶寬及通信協(xié)議。以太網(wǎng)高帶寬適合智能化時代大數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，成為下一代車載主干網(wǎng)絡(luò)的首選。支持的SOME/IP通信協(xié)議，能夠很好支持SOA面向服務(wù)的軟件架構(gòu)。

4）算力需求+SOA軟件架構(gòu)升級推動“功能域”集中趨勢，“Zone”區(qū)域控制成為重要組成。5）華為推出CCA架構(gòu)：“功能域”+“區(qū)域”集中，指引E/E架構(gòu)未來發(fā)展趨勢。

二、“功能域”集中趨勢下域控制器需求提升，“Zone”區(qū)域控制器導(dǎo)致機電一體化產(chǎn)品向標準化智能執(zhí)行器演進。

域控制器主要需求增量來自自動駕駛域/智能座艙域/車身域/底盤域。其中，1）自動駕駛域單車價值量最高，價值量超過萬元，后續(xù)滲透率加速提升；2）智能座艙域因為不涉及行車安全，滲透率提升速度高于自動駕駛域控制器；3）車身域控制器在原有BCM的基礎(chǔ)上進一步集成相關(guān)控制器功能；4）底盤域控制器集成驅(qū)動/轉(zhuǎn)向/制動等底盤執(zhí)行功能，統(tǒng)一實現(xiàn)整車運動控制，它的出現(xiàn)為自主底盤執(zhí)行單元供應(yīng)商提供新的機會?！癦one”區(qū)域控制器將就近接入的控制器算法上提，機電一體化產(chǎn)品向智能執(zhí)行器轉(zhuǎn)變。

三、電動智能化趨勢下，域控制器和執(zhí)行端控制器同步增長。

電動智能化趨勢下，主流主機廠下一代電子電氣架構(gòu)在未來1-2年推出，消費者對于自動駕駛/智能座艙以及功能不斷迭代的需求推動四大域控制器滲透率提升。而電動智能化帶來的升級趨勢，會驅(qū)使車燈控制器、電動水泵控制器、電磁閥控制器、電動壓縮機控制器以及智能底盤執(zhí)行單元等滲透率持續(xù)提升。

域控制器市場規(guī)模在2025/2030年達到1087/2307億元，自動駕駛域控制器市場規(guī)模468/1240億元，智能座艙域控制器市場規(guī)模292/620億元，車身域控制器市場規(guī)模234/198億元，底盤域控制器市場規(guī)模94/248億元。執(zhí)行端控制器數(shù)量不斷提升，2025/2030年市場規(guī)模為274/318億元。

1.1. ADAS 功能升級導(dǎo)致算力需求提升

駕駛輔助功能快速提升，分布式架構(gòu)向“功能域”集中式架構(gòu)演進成為趨勢。傳統(tǒng)分布式 ECU 在汽車電氣化、智能化時代因為駕駛輔助功能快速的提升，面臨著巨大的 挑戰(zhàn)。

1）各個 ECU 之間算力無法協(xié)同，相互冗余，產(chǎn)生極大浪費；

2）大量的嵌入式 OS 及應(yīng)用代碼由不同的 Tier 1 提供，語言和編程風(fēng)格迥異，導(dǎo)致難以統(tǒng)一維護和 OTA 升級；

3）分布式架構(gòu)需要大量內(nèi)部通信，導(dǎo)致線束成本增加并加大裝配難度。因此，分 布式架構(gòu)向“功能域”集中式架構(gòu)演進成為趨勢。

1.2. “軟件定義汽車”背景下，整車 OTA 需要 SOA 架構(gòu)升級

相較于傳統(tǒng)汽車，整車 OTA 為汽車注入新的活力。在“軟件定義汽車”時代，OTA （Over The Air）空中下載能夠滿足智能汽車軟件快速迭代的需求，避免傳統(tǒng)汽車每次更 新都需要去 4S 店，從而導(dǎo)致效率低下的問題?？梢圆粩嘟o客戶開啟新的功能，不斷優(yōu)化產(chǎn)品體驗，吸引客戶。

?

傳統(tǒng)分布式 ECU 軟硬件架構(gòu)，整車 OTA 效率低下。在傳統(tǒng)的分布式 ECU 架構(gòu)下，有以下幾個問題：1）ECU 眾多，且由不同的供應(yīng)商進行開發(fā)，軟件框架不同，外部開發(fā)者難以對 ECU 進行編程更新。2）通過 CAN/LIN 總線進行通信，信號收發(fā)關(guān)系和路 由信息靜態(tài)固定，各 ECU 周期性發(fā)出各種信號，通過網(wǎng)關(guān)進行轉(zhuǎn)發(fā)，若更新信號配置，需要同步修改網(wǎng)關(guān)配置。3）控制器之間信號嵌套，單個控制器升級需要將所有信號相關(guān)控制器全部升級，工作量指數(shù)上升。

為實現(xiàn)“軟件定義汽車”，SOA 架構(gòu)成為新的趨勢。SOA（Service-Oriented Architecture） 面向服務(wù)架構(gòu)，一種架構(gòu)設(shè)計思想，將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)），通過這些服務(wù)定義良好的接口和契約聯(lián)系。SOA 要求各個控制器將能力以服務(wù)的方式提供，不同的服務(wù)以原子化的方式存在，互相間能夠進行動態(tài)的訂閱/發(fā)布關(guān)系。

在中央計算電子電氣架構(gòu)下，通過以太網(wǎng)通信方式，把各個控制器提 供的功能按照服務(wù)的維度進行拆解成原子狀態(tài)，重新組合實現(xiàn)不同的組合服務(wù)或者流程服務(wù)。優(yōu)點包括：1）軟硬件分離，降低開發(fā)難度；2）靈活部署軟件，功能重新分 配；3）服務(wù)間低耦合，互相無依賴，易于維護；4）服務(wù)間通信接口標準化，不依賴于平臺實現(xiàn)功能。能夠在硬件可升級的前提下，通過硬件升級來拓展原子服務(wù)的功能 范圍，比如增加流媒體后視鏡硬件，增加了流媒體后視鏡服務(wù)，可以將流媒體后視鏡 服務(wù)與倒車影像服務(wù)結(jié)合，將倒車影像在流媒體后視鏡上呈現(xiàn)出來。

分布式電子電氣架構(gòu)

框架標準/硬件架構(gòu)/通信協(xié)議配合實現(xiàn) SOA 架構(gòu)升級。SOA 在互聯(lián)網(wǎng) IT 行業(yè)有較 成熟的應(yīng)用，但因為框架標準、硬件架構(gòu)以及通信協(xié)議等方面的原因，SOA 架構(gòu)理念之前在汽車行業(yè)未能得到較廣泛的推廣。在智能電動化趨勢下，逐漸成為整車架構(gòu)下一代的升級方向。

1.3. 框架標準增加：AUTOSAR 聯(lián)盟推出 Adaptive AutoSAR 標準

AUTOSAR（AUTomotive Open System ARchitecture）是一個由整車廠，零配件供應(yīng)商， 以及軟件、電子、半導(dǎo)體公司合起來成立的組織。其成立于 2003 年 7 月，核心成員由寶馬、戴姆勒、大陸、西門子、大眾、豐田、福特、PSA、博世 9 家公司構(gòu)成。為汽車 E/E（電子電氣系統(tǒng)）架構(gòu)建立了一種開放式的行業(yè)標準，以減少其設(shè)計復(fù)雜度，增加其靈活性，提高其開發(fā)效率。成立至今的近 18 年時間里，得到了越來越多的行業(yè)認可。目標主要有三個：1）建立分層的體系架構(gòu)；2）為應(yīng)用程序的開發(fā)提供方法論；3）制定各種應(yīng)用接口規(guī)范。

1.3.1. Classical AUTOSAR 標準面向傳統(tǒng) ECU

在最初的汽車 ECU 開發(fā)中，存在著幾大痛點：

1）傳統(tǒng)的汽車 ECU 的嵌入式系統(tǒng) 不支持硬件抽象；

2）分布式 ECU 由不同的供應(yīng)商提供，采用不同的軟件代碼，互相通信困難并且軟件可移植性差；

3）軟件復(fù)用性差，而車輛的壽命往往長于 ECU 的壽 命，當硬件更換后，軟件往往需要推倒重寫。

基于以上痛點，AUTOSAR 聯(lián)盟推出了 Classical AutoSAR 標準，將 ECU 的開發(fā)流 程、文件交換格式以及內(nèi)部的代碼規(guī)范和書寫進行標準化。通過建立不同的軟件層級，將硬件接口抽象化、驅(qū)動程序抽象化、操作系統(tǒng)抽象化，最終通過 RTE 中間件來實現(xiàn)上層應(yīng)用間、應(yīng)用與底層軟件之間以及不同 ECU 的上層應(yīng)用之間通信。

AUTOSAR 將軟件分為四層，最上層是 Application（應(yīng)用層），接下來是 RTE 層、 基礎(chǔ)軟件層（BSW）和微控制器硬件層，BSW 層又進一步細分成：1）控制器抽象 層（MCAL）；2）ECU 抽象層；3）服務(wù)層；4）復(fù)雜驅(qū)動層。

MCAL 的功能是設(shè)置硬件驅(qū)動，將控制器、內(nèi)存、通信、I/O 口等硬件功能的驅(qū)動 進行設(shè)置，屏蔽不同的芯片資源；ECU 抽象層，給控制器抽象層提供抽象接口，屏蔽具體的控制器的型號；服務(wù)層是 BSW 的最高層，主要運行標準化的操作系統(tǒng)，提供計時器、狀態(tài)管理等服務(wù)；復(fù)雜驅(qū)動層為某些高要求的應(yīng)用提供直接與硬件交互的通 道，如發(fā)動機爆震控制、曲軸轉(zhuǎn)角控制、節(jié)氣門控制等等。

運行環(huán)境 RTE 是 CP 標準的核心組成部分，虛擬功能總線（Virtual Function Bus， VFB）的接口具體的實現(xiàn)，為應(yīng)用程序組件通信提供基本服務(wù)。在應(yīng)用層中各個組件間不允許直接通信，由 RTE 封裝好下層通信基礎(chǔ)軟件之后，為上層應(yīng)用層提供通信所需 API 接口。RTE 可以實現(xiàn)的功能：1）應(yīng)用層軟件組件（SW-C）之間通信；2）應(yīng)用層 SW-C 與 BSW 之間的通信；3）不同 ECU 的 SW-C 之間的通信。

應(yīng)用層由多個模塊化的軟件組件（SW-C）組成。每個 SW-C 都封裝了各種應(yīng)用的功能 集，用于實現(xiàn)汽車控制的功能。與非 AUTOSAR 架構(gòu)的車載軟件不同的是，由于通過 RTE 將 SW-C 與底層硬件和操作系統(tǒng)等完全的解耦，SW-C 不依賴硬件，即使搭載于不同的 ECU上，代碼依然可以被重復(fù)利用。

1.3.2. Adaptive AUTOSAR 標準面向高性能 ECU

Classical AutoSAR 標準（CP）解決了傳統(tǒng)的嵌入式 ECU 開發(fā)的需求，但是在汽車智 能化時代，高級自動駕駛功能需要在車輛上引入高度復(fù)雜和計算資源需求量大的軟件，CP 標準無法滿足 ADAS 控制器相關(guān)的需求。在算力大幅提升的需求拉動，與以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展&多核異構(gòu)高性能處理器技術(shù)的驅(qū)動下，AUTOSAR 聯(lián)盟推出滿足面向服務(wù) SOA 架構(gòu)的第二個軟件標準：Adaptive AutoSAR（AP）。

AP 不是原有 CP 的升級版本，而是運用 SOA 架構(gòu)設(shè)計思想，面對汽車更加復(fù)雜的 功能需求推出的新標準。兩者相比，首先 AP 可以適配 64 位及以上的高性能芯片，而 CP 只能適配 32 位及以下微控制器；其次 CP 中的 RTE 僅支持靜態(tài)通信，在程序發(fā)布時，已經(jīng)確定通信源和目標，不支持通信的動態(tài)重新配置，通信協(xié)議主要是“面向信號”的 LIN/CAN 架構(gòu)。AP 中的通信模塊 ara：：com 為 Application （服務(wù)）間的通信提供接口， 自身包含的 SOME/IP 通信協(xié)議屬于“面向服務(wù)”架構(gòu)，支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)的動態(tài) 發(fā)布/訂閱機制，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的應(yīng)用像電腦上的軟件一樣動態(tài)升級、卸載。

AP 具有如下的特點：1）軟實時性，具有毫秒級的最后期限，即使錯過最后期限不會造成災(zāi)難后果；2）具有一定的功能安全要求，可以達到 ASIL-B 或更高；3）更適用于多核動態(tài)操作系統(tǒng)的高資源環(huán)境。與 CP 相比，雖然 AP 實時性有所降低，在保證一定功能安全等級的基礎(chǔ)上，大大提高了對高性能處理能力的支持，支持智能互聯(lián)應(yīng)用功能的開發(fā)。

1.4. 硬件架構(gòu)/通信協(xié)議升級：CAN/LIN-》以太網(wǎng)，面向信號-》面向服務(wù)

1.4.1. 數(shù)據(jù)傳輸速度需求推動車身網(wǎng)絡(luò)向以太網(wǎng)進化

自動駕駛需要以更快速度采集并處理更多數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)汽車總線無法滿足低延時、高吞吐量要求。隨著汽車電子電氣架構(gòu)日益復(fù)雜化，傳感器、控制器和接口越來越多，自動駕駛需要海量的數(shù)據(jù)用于實時分析決策，要求車內(nèi)外通信具有高吞吐速率、低延時和多通信鏈路。在高吞吐速率方面，LIDAR 模塊產(chǎn)生約 70 Mbps 的數(shù)據(jù)流量，一個攝像頭產(chǎn)生約 40 Mbps 的數(shù)據(jù)流量，RADAR 模塊產(chǎn)生約 0.1Mbps 的數(shù)據(jù)流量。若 L2 級自動駕駛需要使用 8 個 RADAR 和 3 個攝像頭，需要最大吞吐速率超過 120Mbps，全自動駕駛對吞吐速率要求更高，傳統(tǒng)汽車總線不能滿足高速傳輸需求。

集帶寬更寬、低延時等諸多優(yōu)點的以太網(wǎng)有望成為未來車載數(shù)據(jù)傳輸骨干網(wǎng)絡(luò)。車 載以太網(wǎng)（Ethernet）是汽車中連接電子元器件的一種有線網(wǎng)絡(luò)，具有帶寬較寬、低延時、 低電磁干擾、低成本等優(yōu)點。傳統(tǒng)以太網(wǎng)在 1990 年就已經(jīng)發(fā)布，需要 2-4 對雙絞線進行 傳輸，且抗電磁干擾能力較弱，難以在汽車上大量推廣，寶馬率先應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)，在 2008 年的寶馬 7 系上，裝備了一條從 DLC 診斷端口到網(wǎng)關(guān)的 100Base-Tx 以太網(wǎng)，用于 診斷和固化軟件更新。

2011 年，Broadcom（博通）、NXP、BMW 成立 OPEN Alliance 聯(lián)盟，到目前已經(jīng)有 500+成員。2015 年首個車載以太網(wǎng)規(guī)范 100Base-T1 發(fā)布，僅需要一對雙絞線進行傳輸， 可以減少 70-80%的連接器成本，減少 30%以上的重量，并且能夠有效的滿足車內(nèi) EMC 電磁干擾的要求。隨著 1000Base-T1 以及更高帶寬 NGBase-T1 以太網(wǎng)標準的不斷推出， 以太網(wǎng)有望成為未來智能汽車時代的車載主干網(wǎng)絡(luò)。

1.4.2. “面向服務(wù)”通信協(xié)議，支持 SOA 架構(gòu)升級

SOME/IP 面向服務(wù)通信協(xié)議，支持 SOA 架構(gòu)升級。隨著以太網(wǎng)不斷的普及， SOME/IP （Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP）概念開始引入車載網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域， 它 2011 年由 BMW 集團推出，車載以太網(wǎng)的通信中間件，位于 OSI 7 層模型的第 5 層， 2013 年納入 AUTOSAR 4.1 規(guī)范中。傳統(tǒng)的 CAN/LIN 總線為主的車載網(wǎng)絡(luò)中，通信過程是面向信號，信號的發(fā)送是根據(jù)發(fā)送者的需求，不會考慮接收者是否有需求。SOME/IP 不同，在接收方有需求的時候才會發(fā)送，這種方法優(yōu)點在于總線上不會出現(xiàn)過多不必要的數(shù)據(jù)，降低負載。

在 SOME/IP 協(xié)議和以太網(wǎng)的支持下，通信架構(gòu)和協(xié)議支持面向服務(wù)的 SOA 架構(gòu)升級，將各種控制算法、顯示功能等應(yīng)用程序抽象為“服務(wù)”，通過 API 接口和中間件 （Middleware）使得所有有需求的任務(wù)都可以進行訪問。

1.5. 算力需求+SOA 架構(gòu)推動“功能域”集成，“Zone”區(qū)域控制成為重要組成

控制器“功能域”集中成為趨勢。在原有的分布式電氣架構(gòu)下，因為汽車智能化功能不斷提升導(dǎo)致 ECU 數(shù)量不斷升級，線束帶寬及重量難以支撐繼續(xù)擴張，分布式 ECU 功能相對簡單，設(shè)計資源有限，無法支持 SOA 架構(gòu)下新增功能持續(xù)升級和消耗，控制器“功能域”集中成為趨勢。

就近接入，擴展靈活，“Zone”區(qū)域控制成為整車網(wǎng)絡(luò)重要組成部分。在“功能域” 集中的基礎(chǔ)上，通過 Zone 區(qū)域控制器對全車的設(shè)備進行就近接入，能夠更好的實現(xiàn)硬 件的擴展，減少整車線束長度及成本，成為整車電子電氣架構(gòu)中重要的組成部分。

1.6. 華為推出“計算+通信”CCA 架構(gòu)，“功能域”+“區(qū)域”集中指引發(fā)展趨勢

1.6.1. 主流車企量產(chǎn)車型推進“功能域”集成，特斯拉率先實現(xiàn)“區(qū)域”集成

主流量產(chǎn)車型延續(xù)博世 E/E 架構(gòu)路線，推進“功能域”控制器集成。主流車企量產(chǎn)車型正在從分布式架構(gòu)向“功能域”集中架構(gòu)演進，將智能駕駛、智能座艙以及車身域 控制器分別集成。但整車間通信仍然通過 CAN/LIN 等傳統(tǒng)總線進行。如大眾 MEB 平 臺以及長安 CIIA 電子電氣架構(gòu)等。

?

特斯拉率先實現(xiàn) E/E 架構(gòu)變革，實現(xiàn)區(qū)域控制器集成。特斯拉在自動駕駛域控制器 和智能座艙域控制器集成的基礎(chǔ)上，率先進行區(qū)域控制器集成，將車身控制器劃分為左、前、右三部分，節(jié)點就近接入，集成部分 ECU 功能，但控制器間仍然采用傳統(tǒng)汽車 CAN/LIN 總線進行連接。

1.6.2. ICT 技術(shù)積累推出 CCA 架構(gòu)，華為實現(xiàn)電子電氣架構(gòu)最新變革

自身的 ICT 技術(shù)為積累，推出 CCA 架構(gòu)為基礎(chǔ)的全棧式解決方案。華為推出全棧式智能汽車解決方案，其中底層的基礎(chǔ)是“計算+通信”為核心的 CCA 架構(gòu)，CCA 架構(gòu)用 以太環(huán)網(wǎng)作為車載通信主干網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了“功能域”+“區(qū)域”的集成。

以太環(huán)網(wǎng)+VIU 區(qū)域控制器構(gòu)建車內(nèi)通信架構(gòu)。整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)置 3-5 個 VIU，相 應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器甚至部分 ECU 就近接入，實現(xiàn)電源供給、電子保險絲、I/O 口隔離 等功能。VIU 之間通過高速以太網(wǎng)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進行連接，確保整車網(wǎng)絡(luò)高效率和高可靠。

基礎(chǔ)通信架構(gòu)+三大域控制器，構(gòu)建 CCA 架構(gòu)。在整車通信架構(gòu)之上，設(shè)置智能座 艙域控制器 CDC、智能駕駛域控制器 MDC 和整車控制器 VDC，共同完成娛樂、自動 駕駛、整車及底盤域的控制。

通信領(lǐng)域豐富經(jīng)驗，助力構(gòu)建以太網(wǎng)通信方案。以太網(wǎng)速率遠超傳統(tǒng)汽車總線網(wǎng)絡(luò)， 華為在以太網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域有豐富的經(jīng)驗，根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2019 年華為以 39%的市場份額穩(wěn)居國內(nèi)以太網(wǎng)交換機市場第一，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 0 丟包及數(shù)據(jù) μs 級延時，易 于實現(xiàn)整車以太網(wǎng)絡(luò)搭建及 VIU 區(qū)域控制器功能。

2. 全新電子電氣架構(gòu)下，整車的控制器發(fā)展趨勢如何演變？

2.1. 控制器（ECU）：功能控制核心，協(xié)助實現(xiàn)各項功能

功能控制中樞，處理輸入信號實現(xiàn)功能控制。汽車控制器是實現(xiàn)整車功能控制的關(guān) 鍵器件，一般由 MCU、電源芯片、通信芯片、輸入處理電路、輸出處理電路等構(gòu)成，通 過對各類傳感器信號、開關(guān)信號以及控制信號的處理，來對閥、電機、泵、開關(guān)等執(zhí)行 機構(gòu)進行控制。

通過整車微控制器能夠?qū)崿F(xiàn)的功能包括：接收信號并解析、邏輯判斷、網(wǎng)絡(luò)通信、 故障診斷和處理、設(shè)備地址識別等等。

2.1.1. 整車電子電氣功能升級，ECU 數(shù)量不斷提升

微控制器在傳統(tǒng)的車輛中為分布式架構(gòu)，每增加一個功能需要增加一個 ECU。隨著 整車電子電氣功能的不斷升級，ECU 的數(shù)量在不斷提升。根據(jù) Strategy Analytics 的數(shù)據(jù)顯示，目前汽車平均采用約 25 個 ECU，但是高端型號 ECU 數(shù)量已經(jīng)超過 100 個。不同的 ECU間，主要采用 CAN/LIN 總線對其進行連接，近年來汽車中 CAN/LIN 總線節(jié) 點的數(shù)目在不斷提升，其中 LIN 總線節(jié)點 CAGR 約為 17%，CAN 節(jié)點的 CAGR 約為 13%。

以數(shù)據(jù)診斷接口為中心，分布式 ECU 架構(gòu)通過不同速率的總線系統(tǒng)將不同的 ECU 進行連接，從而實現(xiàn)不同的功能。

2.1.2. 信號復(fù)雜度+控制難度不同，控制器價值量有所區(qū)別

信號處理+輸出控制難度提升，控制器復(fù)雜度不斷升級。

1）簡單驅(qū)動控制器：以油 泵控制器為例，僅需要接收非總線信號并驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，價值量約為 10-20 元；

2）擁有 總線診斷通信功能的控制器：以鼓風(fēng)機控制器為例，需要通過 LIN 總線通信，并擁有診斷功能，價值量約為 40-50 元；

3）實現(xiàn)較為復(fù)雜功能控制器：以車燈控制器為例，需要 通過 CAN 總線通信，擁有診斷功能，并需要對冷卻風(fēng)扇、調(diào)節(jié)電機、燈光進行控制的 較復(fù)雜控制器，價值量約為 80-100 元；

4）實現(xiàn)復(fù)雜功能控制器：以車身控制器/發(fā)動機控制器為例，接收多種信號輸入，通過計算決策對于多個執(zhí)行機構(gòu)進行控制輸出，并擁 有診斷功能，是分布式架構(gòu)下最復(fù)雜的控制器，價值量約為 200-400 元。

2.2. 全新電子電氣架構(gòu)向“功能域”集中，帶來域控制器需求提升

“軟件定義汽車”時代，需要大算力控制單元。不同于以往的分布式電子電氣架構(gòu)， “軟件定義汽車”時代，整車硬件架構(gòu)向以太網(wǎng)+SOA 架構(gòu)升級，大算力+軟件快速迭代 需求推動分布式 ECU 向域控制器集成。在中央控制計算單元出現(xiàn)之前，整車控制單元 被劃分為自動駕駛域控制器/智能座艙域控制器/車身域控制器以及底盤域控制器等。

2.2.1. 自動駕駛域控制器：單車價值量最大

自動駕駛域控制器是功能更新最快，也是最具有集成意義的控制器。通過對攝像頭、 超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等傳感器信號的融合處理，結(jié)合高精地圖和導(dǎo)航等 信息，做出自動駕駛決策，并輸出整車控制指令。

奧迪 zFAS 引領(lǐng)行業(yè)變革，強大運算核心支持首個“域集成”控制器。奧迪是全球 首個實現(xiàn)“域集成”控制器架構(gòu)的廠商，2018 年推出的奧迪 A8，將所有的駕駛輔助 ADAS 系統(tǒng)中相互分離的 ECU，如自動泊車、車道保持、自適應(yīng)巡航功能等均融合進入自動駕 駛域控制器 zFAS。其由四塊芯片構(gòu)成，分別是 Mobileye 的 EyeQ3（外界圖像感知）、英 特爾的 Cyclone V（傳感器數(shù)據(jù)融合）、英飛凌的 Aurix TC297T（主控通信處理）、英偉 達的 Tegra K1（全景圖像融合），四塊芯片各有側(cè)重，由德爾福提供硬件集成，TTTech 提供軟件開發(fā)。zFAS 實現(xiàn)自動駕駛域集成，其余底盤+安全、動力、車身、娛樂四大域 仍然采用分布式架構(gòu)。

自動駕駛域控制器對于 AI 芯片的算力要求很高，目前一線供應(yīng)商為英偉達、 Mobileye、華為；二線供應(yīng)商包括高通、地平線等。國際 Tier 1 開始加速推出自動駕駛 域控制器，如安波福、偉世通、大陸等。國內(nèi)自主企業(yè)也開始推出自身的域控制器產(chǎn)品， 較為典型包括德賽西威采用英偉達 Xavier 芯片方案，給小鵬 P7 車型提供 IPU03 自動駕 駛域控制器，以及華為北汽極狐 αS Hi 版提供 MDC 810 自動駕駛域控制器。

2.2.2. 智能座艙域控制器，不涉及行車安全，集成先行

汽車座艙升級分為幾個階段。

1）60-90 年代為機械時代，座艙產(chǎn)品主要包括機械式 儀表盤及簡單的音頻播放設(shè)備，功能結(jié)構(gòu)單一，基本都是物理按鍵形式，可提供的信息 僅有車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫、油耗等基本信息；

2）2000-2015 年為電子化時代，隨著 汽車電子技術(shù)的發(fā)展，座艙產(chǎn)品進入電子時代，裝置仍以機械儀表為主，但少數(shù)小尺寸 中控液晶顯示開始使用，此外也增加了導(dǎo)航系統(tǒng)、影音等功能，為駕駛員提供較多信息。

3）2015 年開始進入智能時代，以大尺寸中控液晶屏為代表率先替代傳統(tǒng)中控，全液晶 儀表開始逐步替代傳統(tǒng)儀表，中控屏與儀表盤一體化設(shè)計的方案開始出現(xiàn)，少數(shù)車型新 增 HUD 抬頭顯示、流媒體后視鏡等，人機交互方式多樣化，智能化程度明顯提升。但 現(xiàn)階段大部分座艙產(chǎn)品仍是分布式離散控制，即操作系統(tǒng)互相獨立，核心技術(shù)體現(xiàn)為模 塊化、集成化設(shè)計。一芯多屏、多屏互融、立體式虛擬呈現(xiàn)等技術(shù)開始逐步普及，核心 技術(shù)體現(xiàn)為進一步集成智能駕駛的能力。

目前智能座艙域控制器主要目的是將分別呈現(xiàn)的液晶儀表、液晶中控、HUD、流媒 體后視鏡等顯示端進行“功能域”集中統(tǒng)一控制，實現(xiàn)“一芯多屏”等功能。國內(nèi)外 Tier1 廠家紛紛推出智能座艙域控制器產(chǎn)品，包括偉世通的 SmartCore，搭載在廣汽埃安 LX 上；德賽西威最新的一芯雙屏座艙域控制器產(chǎn)品，已搭載在奇瑞品牌上；延鋒科技座艙 域控制器，已經(jīng)搭載在智己上等。

2.2.3. 車身域控制器，進一步集成 BCM 功能

車身域控制器就是 BCM（Body Control Module）的進一步集成產(chǎn)品，傳統(tǒng)的 BCM 將 天窗、車窗、車門鎖、車內(nèi)燈光、座椅、電動尾門、車燈、雨刮、PEPS（無鑰匙進入和 啟動）等功能的控制進行了集成。

特斯拉作為汽車電子電氣架構(gòu)升級的先鋒，在 2019 年推出的 Model 3 上率先對電子電氣架構(gòu)進行了革命性的變革，不僅將駕駛輔助+影音娛樂進行了雙域融合，將車身域相關(guān)的控制器進行了“區(qū)域”集成，通過左（RCM_LH）、前（RCM_FH）、右 （RCM_RH）三大域控制器不僅將原車身域中車窗、車門、座椅、門鎖、燈光、雨刮等功 能開關(guān)進行了集成，更將空調(diào)、熱管理、EPB 等模塊進行了集成，按照就近原則對節(jié) 點進行接入，有效的降低了整車的線束長度、重量、成本以及布線的難度。

車身域控制器的主要功能包括傳統(tǒng) BCM 功能、PEPS（無鑰匙進入和啟動）、車窗 控制、天窗控制、空調(diào)模塊、座椅模塊等。未來能夠在車身域控制器領(lǐng)域能夠勝出的Tier1，應(yīng)該具備以下幾個方面的特征：

1）有較強的傳統(tǒng) BCM 開發(fā)的經(jīng)驗；

2）能夠獨立的開發(fā)車窗及空調(diào)模塊；

3）較強的硬件集成能力；

4）軟件架構(gòu)能夠符合時代， 最好有 AUTOSAR、SOME/IP 等相關(guān)的開發(fā)經(jīng)驗；

5）芯片保供能力（公司營收規(guī)模）。

2.2.4. “底盤域”控制器集成需求，為自主底盤控制執(zhí)行單元帶來機會

電動智能化時代，底盤控制全面轉(zhuǎn)向線控。電動智能車因為真空源缺失、能量回收 需求、控制靈敏度升級等多種原因，底盤執(zhí)行單元全面轉(zhuǎn)向 X-By-Wire（線控技術(shù)），除電機驅(qū)動外，主要包括線控制動及線控轉(zhuǎn)向功能。

?

相較于傳統(tǒng)的底盤執(zhí)行機構(gòu)，線控單元單車價值量有明顯的提升，線控制動 OneBox 方案單車價值量約為 2000 元，線控轉(zhuǎn)向方案單車價值量約為 3000 元。較傳統(tǒng)的底 盤執(zhí)行機構(gòu)價值量均提升了一倍左右。

底盤執(zhí)行機構(gòu)向線控單元升級，多路徑實現(xiàn)制動和轉(zhuǎn)向功能。在傳統(tǒng)底盤執(zhí)行單元升級成線控單元后，制動和轉(zhuǎn)向功能能夠通過多路徑實現(xiàn)，以制動功能為例，實現(xiàn)目標減速度可以通過駕駛員主動制動、ESC主動建壓、電子手剎 EPB 以及動能回收等路徑實現(xiàn)。將底盤執(zhí)行的所有功能集中在更上層的底盤域控制器上進行統(tǒng)一控制，成為提升整車控制效率的發(fā)展趨勢。

涉及安全難以實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，底盤域控制器集成帶來新的機會。底盤執(zhí)行單元供應(yīng)商主要是全球頭部 Tier1，因為涉及安全，很難有主機廠愿意對其進行國產(chǎn)化替代。在底盤域集成趨勢下，需要更加開放的供應(yīng)商來實現(xiàn)底盤域驅(qū)動+制動+轉(zhuǎn)向算法的集成，這也為國內(nèi)的底盤執(zhí)行單元廠商帶來了新的機會。

2.3. “Zone”區(qū)域控制器出現(xiàn)，機電一體化產(chǎn)品向智能執(zhí)行器演變

在華為推出的CCA電子電氣架構(gòu)中，3-5個車輛接口單元VIU（Vheicle Interface Unit） 成為整車高速環(huán)網(wǎng)中重要的節(jié)點。在這套架構(gòu)中，分布在車身四周的傳感器、執(zhí)行器以及 ECU可以就近接入VIU，VIU可以實現(xiàn)以下幾個方面的功能：

1）電源供給：傳感器、執(zhí)行器以及 ECU 能夠就近接入?yún)^(qū)域控制器，從而獲得電源供給。

2）電子保險絲：作為電源分配的樞紐，區(qū)域控制器可以取代傳統(tǒng)繼電器保險絲的作用，特別是當電池電力不足的時候，可以針對性的關(guān)閉一些不重要的功能，在短時間內(nèi)承受峰值負荷，從而降低導(dǎo)線直徑；

3）將 I/O 口與計算單元隔離：每個傳感器及執(zhí)行器根據(jù)位置連接到本地區(qū)域控制器，由區(qū)域執(zhí)行器執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和匯總，放到連接的以太網(wǎng)絡(luò)上，通過這種方式將 I/O 口從實際計算中抽離出來，便于軟件抽象化以及硬件插拔增減；

4）集成 ECU 功能：將部分 ECU 的功能集成至區(qū)域控制器中，進行簡單邊緣計算，提高信息處理效率，如 HAVC 系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機控制器、音頻控制等。

對于“ZONE”區(qū)域控制器來說，會吸收車輛物理布置區(qū)域中的所有輸入輸出 I/O 接 口，無論什么樣的功能都可以使用安全可靠的高速以太網(wǎng)絡(luò)連接，保證數(shù)據(jù)的有效性。任何的 I/O 口都可以通過“虛擬化”接入，物理的位置被抽象成服務(wù)。

現(xiàn)有情況下，ZONE 域控制器采用標準化軟件模塊，兼容現(xiàn)有的 ECU 網(wǎng)絡(luò)，通過 CAN/LIN 總線等與 ECU 節(jié)點連接，將發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)絡(luò)格式數(shù)據(jù)放入整車網(wǎng)絡(luò)中。隨著 ZONE 控制器逐漸的發(fā)展，未來會逐漸整合其它 ECU功能，主要的目的，功能更加強大，并減少 ECU 的數(shù)量。從華為測算的結(jié)果來看，一臺 30 萬左右 的車型，采用 CCA 架構(gòu)后可以節(jié)省差不多 26%的 ECU 數(shù)量（38-》28 個），線束長度從 3.2 公里減少到 2.6 公里，節(jié)省 17%，線束成本從 3000 元降低到 2500 元，節(jié)省 19%， 減重 7 公斤左右。

在區(qū)域控制器架構(gòu)下，ECU 功能被逐漸上提到 ZONE 區(qū)域控制器或者更上層的域控制器中，ZONE 控制器自身連接的各部件主要為智能傳感器和智能執(zhí)行器，如電動水泵、電磁閥、雨刮等傳統(tǒng)的機電一體化產(chǎn)品，自身控制器只需要關(guān)注驅(qū)動和診斷功能，變得更加標準化。

3. 電動智能化趨勢下，域控制器和執(zhí)行端控制器同步增長

電動智能化趨勢下，一方面因為自動駕駛和智能座艙的需求以及整車電氣架構(gòu)向 SOA 的升級會帶來幾大域控制器以及區(qū)域控制器滲透率的不斷提升。另一方面電動智 能化的應(yīng)用會驅(qū)使執(zhí)行端微控制器數(shù)量不斷上升，類似車燈控制器、電動水泵控制器、電磁閥控制器、電動壓縮機控制器以及線控底盤控制器等持續(xù)提升?？刂贫伺c執(zhí)行端控 制器的需求將共同推動控制器市場規(guī)模增長。

3.1. 電氣架構(gòu)升級+智能功能推進，域控制器 1-2 年內(nèi)加速滲透

域控制器的滲透速度首先取決于整車電氣架構(gòu)的更新速度，其次取決于 L2.5 以上高級別自動駕駛功能和智能座艙功能的需求。整車電子電氣架構(gòu)升級可以推動所有域控 制器滲透率提升，而高級別自動駕駛功能和智能座艙功能的需求提升，可以推動主機廠 對部分區(qū)域電子電氣架構(gòu)進行升級從而適應(yīng)自動駕駛域控制器和智能座艙域控制器的 需求。

根據(jù)統(tǒng)計，主流主機廠未來 1-2 年新一代電子電氣架構(gòu)均計劃落地，如寶馬 iNext 架構(gòu)首臺量產(chǎn)版 ix 定于 2021 年底上市；吉利 SEA 浩瀚架構(gòu)于 2021 年極氪 001 首發(fā)搭 載；奔馳 EVA 純電架構(gòu)首臺量產(chǎn)轎車 EQS 于 2021 年 8 月上市；豐田基于 e-TNGA 架 構(gòu)的首臺車 BZ4X 于 2021 年 4 月上海車展發(fā)布；長城搭載新一代 GEEP3.X 架構(gòu)的摩卡 于 2021 年 1 月發(fā)布；上汽集團智己汽車搭載新一代電子電器架構(gòu)，將于 2021 年底上 市；東風(fēng)嵐圖將于 2022 年推出自主研發(fā) SOA 架構(gòu)。

智能化功能滲透率+電動智能車滲透率提升推動控制器市場不斷增長。根據(jù)自 建的明星電動智能車滲透率數(shù)據(jù)庫（采用 30 款電動明星電動車型，銷量占 10 萬元以上 電動車85%以上，能夠在一定程度上體現(xiàn)智能化目前的滲透率水平，2020年1月-至今）， 其中造車新勢力 L1-L2 級別自動駕駛功能滲透率達到 70%以上，傳統(tǒng)車企滲透率明顯低于造車新勢力，智能座艙+自適應(yīng)遠近光燈滲透率傳統(tǒng)車企依然落后于造車新勢力，競爭壓力下，傳統(tǒng)車企智能功能滲透率有望快速提升。電動車銷量整體滲透率穩(wěn)步提升， 從 2019Q4 的 2.7%提升至 2021 年 5 月的 12.2%。未來控制器市場有望隨著智能化功能 滲透率提升+電動智能車滲透率提升增加。

據(jù)測算，域控制器市場規(guī)模在 2025/2030 年有望達到 1087/2307 億元。其中

1） 自動駕駛域控制器：根據(jù)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線 2.0》規(guī)劃，2025 年 PA（L2）級別、CA （L3）級別智能網(wǎng)聯(lián)汽車銷量占比超過 50%，隨著新一代電子電氣架構(gòu)普及，假設(shè)自動 駕駛域控制器滲透率為 20%。2030 年 PA（L2）級別、CA（L3）級別智能網(wǎng)聯(lián)汽車銷量占 比超過 70%，HA（L4）級別智能網(wǎng)聯(lián)汽車銷量占比達 20%，假設(shè)自動駕駛域控制器滲 透率為 50%。市場規(guī)模達到 468/1240 億元。

2）智能座艙域控制器：滲透率高于自動駕駛域控制器，2025/2030 年滲透率達到 50%/100%，2025/2030 年市場規(guī)模達到 292/620 億元。

3）車身域控制器：隨著新一代電子電氣架構(gòu)普及，2025 年從 BCM 升級到車身 域控制器，單車價值量達到 1000 元，2030 年下降至 800 元。2025/2030 年市場規(guī)模達到 234/198 億元。

4）底盤域控制器：與自動駕駛域控制器滲透率同步，集成制動/轉(zhuǎn)向算法 后價值量提升，2025/2030年滲透率達到20%/50%，市場規(guī)模達到94/248億元。

3.2. 智能化升級，新增功能帶動控制器需求提升

整車的智能化升級，帶來整車電子系統(tǒng)成本占比不斷提升，根據(jù)德勤測算，2030 年汽車電子占汽車成本比例有望達到 45%。智能車燈、智能底盤等方面的價值量提升較大。

3.2.1. 智能大燈

受益于車燈功能的不斷提升，從鹵素大燈-》氙氣大燈-》集成式 LED 大燈-》矩陣式 LED 大燈-》激光大燈-》像素大燈，功能愈加復(fù)雜，控制器要求越來越高。最初的鹵素大 燈無需控制器，氙氣大燈需要鎮(zhèn)流器進行點亮，LED 大燈需要控制器進行電流和溫度監(jiān)控，自適應(yīng)大燈需要對電機、散熱風(fēng)扇進行控制，激光和像素大燈控制器功能更加多樣， 難度和價值量進一步提升。

3.2.2. 底盤電子

最初底盤領(lǐng)域的汽車電子產(chǎn)品僅有縱向控制 ABS 防抱死系統(tǒng)，后續(xù)升級成為縱向及橫向控制車身動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng) ESC，隨著自動駕駛功能的普及，執(zhí)行層所需要的線控制動以及線控轉(zhuǎn)向功能持續(xù)升級。最初的 ABS 單車價值量僅為 200-300元，線控制動 OneBox方案單車價值量約為 2000元，線控轉(zhuǎn)向方案單車價值量約為 3000 元。

底盤電子技術(shù)門檻較高，控制算法復(fù)雜且需要豐富的開發(fā)經(jīng)驗，主流供應(yīng)商均為國 際主流 Tier1 如博世集團（Bosch）、大陸集團（Continental）等，國內(nèi)供應(yīng)商如伯特利、 拓普集團等底盤產(chǎn)品國產(chǎn)化進度緩慢。底盤域控制器的出現(xiàn)，控制算法向上集成的需求 給國產(chǎn)供應(yīng)商新的進入機會。

3.3. 電動化升級，智能執(zhí)行器需求提升

汽車動力源從發(fā)動機向新能源轉(zhuǎn)化的過程中，發(fā)動機附件所需要的動力源缺失，機 械式水泵、空調(diào)壓縮機等零部件，需要升級成為電動水泵、電動壓縮機來繼續(xù)實現(xiàn)。同 時，因為對于控制更加精準化的要求，如熱管理系統(tǒng)對乘員艙及電池溫度控制等，促使 電機控制器需求不斷提升，而“Zone”區(qū)域控制器的出現(xiàn)，將控制功能上收，相關(guān)電機控制器逐漸成為智能執(zhí)行器，專注于驅(qū)動功能和診斷功能，成為標準化的零件。

目前單車約有 50 個左右的智能執(zhí)行單元，未來隨著電動化以及精準控制需求不斷 提升，根據(jù)測算，到 2030 年單車約有 80 個左右標準化的智能執(zhí)行器。2020/2025/2030 年的市場空間為 202億/274億/318億元。

全新電子電器架構(gòu)下汽車控制器主要分為自動駕駛/智能座艙/車身域/底盤域四大域控制器，以及底盤執(zhí)行機構(gòu)+智能執(zhí)行器幾大類別。

審核編輯：黃飛