當(dāng)前,隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程加快,由計(jì)算芯片、傳感器、通信模塊以及操作系統(tǒng)、人工智能算法等構(gòu)成的汽車智能計(jì)算平臺(tái)發(fā)展成為汽車電子智能化發(fā)展的核心和制高點(diǎn)。汽車電子智能化發(fā)展不僅承載了整個(gè)汽車工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型使命,也將進(jìn)一步推動(dòng)汽車邁向“新四化”(電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化)。目前,《汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2019)》發(fā)布,賽迪智庫(kù)電子信息產(chǎn)業(yè)研究所所長(zhǎng)溫曉君對(duì)其進(jìn)行了解讀。
汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
在汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,四大驅(qū)動(dòng)力助推汽車電子在汽車價(jià)值鏈中占比越來(lái)越高,包括政策驅(qū)動(dòng)、技術(shù)引領(lǐng)、環(huán)保助推,以及消費(fèi)牽引。
從政策驅(qū)動(dòng)的角度來(lái)看,近年來(lái)我國(guó)各級(jí)政府相繼發(fā)布了智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)規(guī)劃或標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)智能駕駛、自動(dòng)駕駛等相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)管理辦法陸續(xù)出臺(tái),進(jìn)一步促進(jìn)了汽車電子產(chǎn)業(yè)更加有序、健康的發(fā)展。此外,我們也對(duì)國(guó)際上不同的國(guó)家在自動(dòng)駕駛、汽車電子相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、法律法規(guī)進(jìn)行了詳細(xì)的梳理。
從技術(shù)引領(lǐng)的角度來(lái)看,5G可以認(rèn)為是智能網(wǎng)聯(lián)汽車重要的ICT基礎(chǔ)設(shè)施;人工智能為自動(dòng)駕駛提供了核心算法,是促進(jìn)自動(dòng)駕駛發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。5G網(wǎng)絡(luò)給自動(dòng)駕駛帶來(lái)了低延時(shí)、高可靠、高穩(wěn)定性的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。2019年我國(guó)5G基站建設(shè)如火如荼,首期5G名單覆蓋50多座城市。5G網(wǎng)絡(luò)超可靠、低時(shí)延的特點(diǎn),降低了智能汽車的決策和反應(yīng)時(shí)間,大大提高了駕駛安全性,自動(dòng)駕駛是其最核心的運(yùn)用。而基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)識(shí)別算法能夠大大提升目標(biāo)識(shí)別的精確度,語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別等技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步使得人車之間的交互更加便捷和智能。計(jì)算機(jī)視覺的進(jìn)一步發(fā)展成為自主式智能駕駛的核心驅(qū)動(dòng)力。
從環(huán)保助推角度來(lái)看,各個(gè)國(guó)家相繼推出了燃油車禁售時(shí)間表,主要集中在2030年左右。我國(guó)計(jì)劃在2050年前按區(qū)域?qū)蛹?jí)設(shè)置、車型等多維度考量逐步實(shí)現(xiàn)燃油車全面退出。區(qū)域?qū)蛹?jí)設(shè)置上,一線城市私家車將在2030年實(shí)現(xiàn)全面新能源化,全國(guó)其他城市將在2040年前實(shí)現(xiàn)全面新能源化;在車型退出的順序上,也進(jìn)行了優(yōu)先級(jí)劃分。公交車、出租車、分時(shí)租賃及網(wǎng)約車、郵政與輕型物流車、機(jī)場(chǎng)港口車、環(huán)衛(wèi)車、公務(wù)車領(lǐng)域的燃油車將最早實(shí)現(xiàn)全面退出,大約發(fā)生在2030年。其次是私家車全國(guó)范圍內(nèi)的全面退出大約發(fā)生在2040年。最晚實(shí)現(xiàn)燃油車退出的為輕卡、重卡、客車等商用車。
關(guān)于消費(fèi)牽引,從汽車市場(chǎng)來(lái)看,豪華車的市場(chǎng)增長(zhǎng)非常迅速,給汽車電子的發(fā)展提供了廣闊的未來(lái)市場(chǎng)空間。從2015年到2019年,中國(guó)汽車電子市場(chǎng)規(guī)模從4000多億元增長(zhǎng)到7000多億元。從汽車電子占整車成本比例來(lái)看,預(yù)計(jì)到2020年,汽車電子占整車成本比例將達(dá)到35%。樂(lè)觀估計(jì),到2030年左右,這個(gè)占比還要進(jìn)一步地上升,有可能達(dá)到50%。
在這四大驅(qū)動(dòng)力的助推下,汽車行業(yè)的發(fā)展具有三大趨勢(shì):電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化。電動(dòng)化帶來(lái)了對(duì)傳統(tǒng)汽車全面的升級(jí),包括更強(qiáng)的動(dòng)力性能和全車智能控制的通用接口,是汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的最佳載體。智能化以智能計(jì)算平臺(tái)為核心,以處理芯片、新型傳感、通信網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、人工智能算法等軟硬件為基本構(gòu)成,顯著提升了汽車的決策、計(jì)算、通信等功能。網(wǎng)聯(lián)化,伴隨著網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的不斷深入,越來(lái)越多的汽車開始搭載無(wú)線通信模塊,汽車與人、路、車、網(wǎng)等外部的互聯(lián)互通將有可能實(shí)現(xiàn)。
汽車電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)
可以說(shuō),大眾對(duì)汽車電子產(chǎn)業(yè)提得比較多,但產(chǎn)業(yè)界沒(méi)有對(duì)汽車電子整體有一個(gè)體系的認(rèn)識(shí)和清晰的產(chǎn)品劃分。首先,我們可以從功能的角度對(duì)汽車電子產(chǎn)品圖譜進(jìn)行梳理,傳統(tǒng)的部分包括底盤電子系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子系統(tǒng)、車身電子電器,以及安全舒適系統(tǒng);比較新的部分包括自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、智能座艙等。此外,從汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈的角度進(jìn)行梳理,我們可以將其分為上游的電子元器件,包括傳感器、代工與封裝、IC設(shè)計(jì)、其他電子元器件等;中游的系統(tǒng)集成商,包括動(dòng)力系統(tǒng)、智能座艙、網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等;下游的增值服務(wù)、整車等。歐洲擁有全球領(lǐng)先的汽車企業(yè),優(yōu)勢(shì)的TL1企業(yè)轉(zhuǎn)型非常迅速,而亞洲地區(qū)依托市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)的交通基礎(chǔ)設(shè)施,現(xiàn)在也在快速地推動(dòng)著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展。
縱觀整個(gè)汽車電子產(chǎn)業(yè)的格局,可以簡(jiǎn)單地概括為三個(gè)特點(diǎn):一是智能駕駛領(lǐng)域跨界競(jìng)合加劇,多維度推動(dòng)汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化。比如戴姆勒、通用等整車廠側(cè)重于循序提升自主式單車智能化水平;Waymo、百度等科技巨頭企業(yè)側(cè)重于直接瞄準(zhǔn)高級(jí)別自動(dòng)駕駛和特定應(yīng)用場(chǎng)景;博世、大陸等硬件商則積極展示其最新的V2X產(chǎn)品;華為等ICT(信息與通信)基礎(chǔ)設(shè)施和智能終端提供商,深耕布局智能車+車聯(lián)網(wǎng)。二是整車廠商普遍采取電動(dòng)化、智能化兩條腿走路。整車廠對(duì)于自適應(yīng)巡航、緊急制動(dòng)、車道建立報(bào)警等單車智能輔助駕駛的發(fā)展尤為重視。三是基于汽車的信息技術(shù)服務(wù)應(yīng)用有望崛起為產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)。包括Uber、Lyft、滴滴出行等出行服務(wù);馭勢(shì)科技、圖森未來(lái)等物流服務(wù);博世、法雷奧等代客泊車服務(wù)。
汽車電子關(guān)鍵技術(shù)前瞻
汽車電子產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)包含若干個(gè)方面。
一是新型整體架構(gòu)。新型體系架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)汽車智能化的關(guān)鍵與基礎(chǔ),根據(jù)汽車智能化的功能需求,可劃分為五個(gè)主要部分:環(huán)境感知部分、計(jì)算決策部分、控制執(zhí)行部分、網(wǎng)絡(luò)通訊部分以及安全保障部分。
二是汽車智能計(jì)算平臺(tái)。汽車智能計(jì)算平臺(tái)是汽車智能化產(chǎn)業(yè)生態(tài)的核心和制高點(diǎn),包括車載智能計(jì)算平臺(tái)、云端智能計(jì)算平臺(tái)、通信網(wǎng)絡(luò)和資源庫(kù)。主要完成汽車行駛和信息交互過(guò)程中多元、海量、異構(gòu)數(shù)據(jù)的高速計(jì)算處理,為規(guī)劃決策和控制提供實(shí)時(shí)響應(yīng),實(shí)現(xiàn)汽車的自動(dòng)駕駛、聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等功能。目前,AI芯片由通用走向?qū)S?,類腦芯片提供全新架構(gòu);操作系統(tǒng)功能需求不斷細(xì)化,AUTOSAR Adaptive成為主流軟件架構(gòu);測(cè)試需求不斷細(xì)化,車載智能計(jì)算平臺(tái)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)尚未形成,這是未來(lái)工作的重點(diǎn)方向。
三是域控制器。域控制器通常包括動(dòng)力總成域控制器、車輛安全域控制器、車身電子域控制器、智能駕駛域控制器、智能座艙域控制器等關(guān)鍵部分,具備多傳感器融合、路徑規(guī)劃、決策控制、V2X、高速通訊的能力,支持豐富的軟件接口,提高系統(tǒng)功能集成度,并降低對(duì)功能感知與執(zhí)行的硬件要求。域控制器取代了分布式的控制器,把分布式的控制項(xiàng)目,進(jìn)行總成式的集成,能夠?qū)崿F(xiàn)多傳感器集中處理,自動(dòng)駕駛中央域控制器是目前最佳解決方案,L2、L3以上級(jí)別自動(dòng)駕駛新車逐步落地,中央域控制器的需求也將出現(xiàn)激增的現(xiàn)象。未來(lái),自動(dòng)駕駛的中央域控制器將引領(lǐng)自動(dòng)駕駛未來(lái)的發(fā)展,成為最核心的抓手。
四是V2X。V2X是未來(lái)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),包括V2V、V2P、V2I、V2N間通信,通過(guò)擴(kuò)展電子視野,獲得更多實(shí)時(shí)路況、道路及行人信息等交通信息,提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂(lè)信息等。V2X全球存在兩大標(biāo)準(zhǔn)流派——專用短程通信技術(shù)(DSR C)和基于蜂窩技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)通信(C-V2X)。V2X技術(shù)是推動(dòng)車路協(xié)同、促進(jìn)車際互聯(lián)的關(guān)鍵,未來(lái)市場(chǎng)潛力巨大。V2X技術(shù)壁壘最高,世界范圍內(nèi)的V2X產(chǎn)品處于開發(fā)初期,美、歐、中等國(guó)正廣泛建設(shè)可配套裝載于智能汽車和道路信號(hào)燈、加油站等基礎(chǔ)設(shè)施。隨著5G等通信技術(shù)的推進(jìn),V2X將真正落地和商業(yè)化。
五是多傳感器融合。多傳感器融合是驅(qū)動(dòng)ADAS發(fā)展的重要因素,支持多路視頻或雷達(dá)等其他傳感器的信號(hào)輸入與融合,可以應(yīng)對(duì)不同自動(dòng)駕駛功能對(duì)環(huán)境感知的需求,多傳感器融合可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。短期內(nèi)傳感器市場(chǎng)的需求將主要被攝像頭和毫米波雷達(dá)所驅(qū)動(dòng)。未來(lái)L4和L5級(jí)自動(dòng)駕駛多傳感器融合的方案將是必然。
六是動(dòng)力電池。隨著技術(shù)的發(fā)展和電池性能的不斷提高,動(dòng)力電池(三元電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池等鋰離子電池)具有安全性、循環(huán)性等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于新能源汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域。短期內(nèi)動(dòng)力電池市場(chǎng)集中度進(jìn)一步提升,2019年上半年裝機(jī)總電量排名前十的動(dòng)力電池企業(yè)合計(jì)約26.43GWh,占整體的88.7%,較2018年增加5.7%,市場(chǎng)集中度持續(xù)提升。頭部動(dòng)力電池企業(yè)加快投產(chǎn)三元電池,2018年,中國(guó)三元電池裝機(jī)量達(dá)到33.1GWh,市場(chǎng)占比超過(guò)磷酸鐵鋰電池,未來(lái)三元電池將繼續(xù)保持市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)
我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著一系列的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。
第一,缺乏世界級(jí)Tier1廠商是我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)的“阿喀琉斯之踵”。汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈Tier1系統(tǒng)集成廠商目前處于國(guó)際寡頭壟斷的市場(chǎng)格局,博世、大陸、電裝等國(guó)際前十大Tier1巨頭擁有70%的市場(chǎng)占有率。
第二,汽車電子“新舊勢(shì)力”之間合作融合仍顯不足。目前我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新協(xié)同能力弱,新舊汽車造車勢(shì)力之間存在思維不同、路徑各異的割裂現(xiàn)象。新舊勢(shì)力競(jìng)爭(zhēng)的背后是人才和技術(shù)的爭(zhēng)奪,新入局的造車企業(yè)在爭(zhēng)奪專業(yè)精英人才和先進(jìn)技術(shù)過(guò)程中,易陷入與傳統(tǒng)汽車企業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)紛爭(zhēng)。
第三,國(guó)內(nèi)強(qiáng)于系統(tǒng)集成弱于基礎(chǔ)器件的問(wèn)題仍然突出。國(guó)內(nèi)汽車電子廠商產(chǎn)品主要集中在中低端,而在高性能傳感器、汽車電子器件、專用芯片等關(guān)鍵半導(dǎo)體基礎(chǔ)零部件領(lǐng)域,目前核心技術(shù)和產(chǎn)品基本被外資巨頭壟斷;我國(guó)自主企業(yè)自身掌握積累遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,長(zhǎng)期依賴進(jìn)口,存在對(duì)國(guó)外依賴度過(guò)高、基礎(chǔ)技術(shù)空心化嚴(yán)重等問(wèn)題;自主零部件企業(yè)缺乏可持續(xù)的自主研發(fā)體系,國(guó)家尚未形成智能網(wǎng)聯(lián)汽車政產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新體系,行業(yè)缺乏有效協(xié)同研發(fā)機(jī)制而未形成合力。
第四,基礎(chǔ)軟件缺失是阻礙產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展的關(guān)鍵因素。汽車電子ECU的關(guān)鍵是汽車電子軟件,其發(fā)展的基礎(chǔ)在于穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)軟件。國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)類企業(yè)較少,95%以上都由國(guó)外企業(yè)壟斷;我國(guó)汽車電子基礎(chǔ)軟件技術(shù)薄弱,供應(yīng)商力量分散,通常根據(jù)自身需求定制開發(fā),尚未形成規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)化。
第五,產(chǎn)品測(cè)試認(rèn)證、行業(yè)公共服務(wù)等配套環(huán)節(jié)亟待建設(shè)完善。隨著網(wǎng)聯(lián)汽車時(shí)代的到來(lái),汽車軟硬件復(fù)雜度不斷提升,道路環(huán)境也更為復(fù)雜,人、車、路耦合的新特性將對(duì)汽車產(chǎn)品的測(cè)試認(rèn)證工作帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn);構(gòu)建未來(lái)完整的網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈,基于LTE-V2X、5G-V2X等無(wú)線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、信息化和智能化改造的道路基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境,保障系統(tǒng)運(yùn)行安全、數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡(luò)安全的法律法規(guī)等環(huán)節(jié)均需打通。
我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考與展望
關(guān)于對(duì)汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的展望主要有以下幾點(diǎn):
一是自主式、網(wǎng)聯(lián)式智能融合發(fā)展,智能網(wǎng)聯(lián)汽車是發(fā)展的必然趨勢(shì)。未來(lái),隨著公路等基礎(chǔ)實(shí)施的網(wǎng)聯(lián)化程度的提升,以及V2X車用通信技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,局部交通道路信息感知、高精度定位等均可依賴外部提供,自主式智能與網(wǎng)聯(lián)式智能融合發(fā)展,不僅可以大幅降低車輛的成本,降低對(duì)車載軟硬件的依賴和要求,還能夠提升定位精度和可靠性。
二是智能計(jì)算平臺(tái)等關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品將成為構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重要著力點(diǎn)。作為汽車的“大腦”,車載智能計(jì)算平臺(tái)是新型智能汽車電子的核心,也是新型智能汽車電子產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。
三是整車企業(yè)和科技巨頭企業(yè)將成為汽車電子產(chǎn)業(yè)的兩大主導(dǎo)力量。傳統(tǒng)汽車電子供應(yīng)鏈?zhǔn)擎湕l式的上下游模式,而未來(lái)汽車電子產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出明顯的集成、跨界合作趨勢(shì);互聯(lián)網(wǎng)和科技公司由于在算法、芯片、網(wǎng)絡(luò)連接和生態(tài)系統(tǒng)搭建上占據(jù)優(yōu)勢(shì),因此在產(chǎn)業(yè)中占比逐步提升。而傳統(tǒng)主機(jī)廠和Tier1則在汽車傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)有豐富經(jīng)驗(yàn);從國(guó)外發(fā)展情況看,以汽車和科技巨頭為主要參與者的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)合作格局以初步形成;國(guó)內(nèi)汽車電子企業(yè)仍呈現(xiàn)“百花齊放”特點(diǎn),加速聚焦和集聚發(fā)展將成為大勢(shì)。
四是實(shí)現(xiàn)橫向和縱向的“兩個(gè)打通”是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的必由之路。橫向打通汽車電子“新舊勢(shì)力”之間的協(xié)作鏈,縱向打通從基礎(chǔ)器件到整車制造再到增值服務(wù)的供需鏈,開展多層次、全方位的產(chǎn)業(yè)鏈合作。