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智能化已来与之紧密相关的域控制器未来将怎么样发展?

时间: 2024-01-15 11:26:56 作者: 半岛官方网站下载

  近日,工信部装备工业一司组织召开智能网联汽车推进组(ICV-2035)工作会议。会议指出,2022年,智能网联汽车推进组(ICV-2035)将把握产业高质量发展的新形势,聚焦重点明显问题,加强研发技术,统筹协调技术创新和产业化推进相关工作,推动智能网联汽车产业高质量发展取得新成效。

  根据规划,到2025年,PA、CA级智能网联汽车渗透率达50%,2030年超70%,C-V2X终端的新车装配率2025年达50%,2030年基本普及。可以说,智能网联汽车发展大势已成,汽车产业变革的下半场——智能化已来,与之紧密相关的域控制器未来将怎么样发展?发展中存在的瓶颈该如何突破?

  从需求端来看,有几个维度的底层逻辑推动汽车智能化需求的提升:1、千人保有量提升后,购车群体从首购转向增换购,推动消费升级进而提升汽车智能化的需求;2、购车群体由 70 后、80 后向 90 后、00 后转变,成长/生活环境被各种互联网信息技术笼罩,对汽车有更强烈的科技和智能化属性要求;3、用户重视智能汽车技术,且有较高付费意愿。

  具体来看:汽车消费由首购转向换购,消费升级提升智能化需求。根据世界银行披露的数据, 2019 年中国千人拥车量为 173 辆,相较于 21 世纪初的个位数保有以及 2010 年 50 辆左右有非常大的提升,汽车进入家庭阶段已经基本完成,市场由首购逐渐转向增 换购。根据 SIC 的预测数据,2025 年将有 64%的汽车消费为增换购,2030 年这一 比例将高达 78%。增换购将推动汽车的消费升级,购车动因除了满足基本空间、动 力需求之外,科技感和智能化等把玩性需求将提升。

  汽车花钱的那群人年轻化。根据 SIC 预测数据,2020 年 90 年代以后的购车群体占比 26% 左右,到 2025 年这一比例将快速提升至 38%,2030 年将有超过 52%的购车用户为 90 年代后出生人群。90 后、00 后这群人正好经历了 4G、5G、大数据、人工智能等 新兴科技驱动的全社会的数字化转型,典型例子就是手机全面由传统的键盘式诺基 亚手机向全面屏智能手机升级,映射到汽车消费场景,其对大屏、科技、智能的诉 求会远高于 70、80 后的购车群体。因此,随着 90 后、00 后逐步成为购车主力人群, 汽车智能化的需求将进一步爆发。

  在传统的分布式 ECU 架构中,各个 ECU 之间通过 CAN、LIN 总线进行点对点数据 传输,通信方式在汽车出厂时已经确定。在智能网联汽车中,大量的功能需要 ECU 间的协调工作来实现,当前 ECU 间基于信号的点对点通讯将会变得异常复杂,且 不具备灵活性和扩展性,微小的功能改动都会引起整车通讯矩阵的改动。

  因此,联合电子将 SOA 引入到当前汽车软件设计中,车辆功能被以面向服务的设计 理念架构为不同的服务组件,有别于面向信号的传统架构,SOA 中的每个服务都具 有唯一且独立的身份标识,并通过服务中间件完成自身的发布,对其他服务的订阅 以及与其他服务的通讯工作。此外由于其“接口标准可访问”的特性,服务组件的 部署不再依赖于特定的操作系统和编程语言,实现了组件的“软硬分离”,软硬件的 升级调整不会影响到整个网络,从而提升汽车功能延展性。

  1、技术壁垒:(1)对于域控制器的电子零配件的开发能力。对于电子零配件的开发 需要搭建相应的测试实验室,比如射频实验室与无声实验室,同时还需要有相应的 供应链管理体系。(2)工程化能力,对相关这类的产品量产与成本控制的能力。产品的高效 量产需要搭建成熟的生产线,需要对相关这类的产品生产或工程设计的经验的累积,如高 功耗域控制器的水冷散热设计等,也需要规模效应来控制成本。(3)软硬件整合过程 中的校验与调试能力,需要调试设备和调试经验的积累。

  2、时间壁垒:对于域控制器的制造方来说,并不是一拿到芯片就能够直接进行域控制器 的整合,第一步是要针对于该芯片做周围的电子元器件的搭建和通讯的调试,经过 a 样、b 样、c 样的测试,再去做面向量产的域控。a 样测试会基于这个板子去做物理 性能、电气性能,包括一些车规稳定性、安全性最基础的验证,周期基本上需要 4 到 6 个月的时间;通过测试之后,开始启动 b 样,b 样主要是在这样的平台上把车厂 自研的或第三方算法公司的算法下载下来,放到这样的平台上去跑算法的性能,涉及 10 万公里的路测和 30 万公里的仿线 个月;然后开始转向 c 样,第 一是为面向量产做准备,第二就是把 b 样中的各种各样的问题进行解决、算法优化、总系统软件的稳定性、效率以及整个成本的控制,这样的一个过程会涉及 30~50 万公里 路测以及 200 万公里的仿真测试。因此,整个域控研发量产流程要消耗 18 个月 以上的时间,构成显著的时间壁垒。

  过去,豪华品牌的整车上有很多分布式的计算单元,如奥迪、宝马高端车有上百个ECU(电子控制单元),使得主机厂面临适配调试复杂、整车无线架构更复杂的问题。且ECU是嵌入式软件产品,博世、大陆等Tier 1企业会把成熟软件刷入ECU,使得主机厂不好对整车软件进行调配。

  因此,主机厂在从ECU向DCU(域控制器)迁移,以功能域的维度把原来的计算单元进行整合,使得DCU成为软硬件结合、定义汽车的产物。业内人士指出,“在未来发展中,分布式将会往集中式发展,目前的车身域控制器、座舱域控制器、智能驾驶域控制器、底盘域控制器等功能域控制器将往中央计算平台迁移。”

  但目前功能域仍是车企主流的布置形式。其根本原因在于,一方面供应链管控容易,汽车Tier 1能提供成熟的功能域产品;另一方面,传统Tier 1掌控力度较强,如底盘与动力域,车企还不能很好做到软件定义。

  而消费者更关注的是车的功能。其中两个典型功能是自动泊车、自动巡航。首先它们分别代表了低速和高速自动驾驶;其次,这两个功能对应从L1到L3算法有不断升级,升级到EPA、AUP、停车场泊车,能让消费者感受到自动驾驶能力的提升。

  因此,从L1级别到L3+级别,自动驾驶DCU的需求将是整车域控制器中增长最快、域控化进度最快的。原因主要在于ADAS与座舱域两个域是车企最为关注的,整车的定义空间较大,且消费者感知程度更强。其中无人驾驶域控又是两者中最快的,因为其需要做的功能最多,包括环境感知、数据处理、路径规划等,对于域控的计算、通信、存储能力要求高。

  随着智能化进程加速让市场扩容,可以预见域控制器市场竞争者将会变多。从低端和高端来考虑,低端的无人驾驶解决方案规模增长非常快速。

  业内人士指出,“目前一套解决方案价格控制在4、5千块钱,可以非常快地铺设到12-15万左右的车型。这些车型是自主品牌过去的主战场,未来的放量将很快速,我们估计到2025年渗透率可达40%甚至更高。”

  而高阶无人驾驶目前的主要问题在于成本。一整套解决方案车企能承担的成本将近整车价格的10~15%,对应地只能在40万左右的车上铺设。而此类车型量产落地能力并未验证能否与外资豪车竞争。如果一套解决方案未来能降价到2.5万,对应配置20~25万的车型,将打开空间、进入自主品牌的优势领域。

  但降价需要解决方案提供商合作,如激光雷达厂商和域控制器厂商,他们的降价又取决于上游。市场增量的核心在于放量带来的车型扩产。L2级别在2025年覆盖率将达40%;L3+到L4级别预期则出现了很大分歧。

  整体来看,域控制器在2022年之后会出现分水岭。低阶产品主要考虑成本管控与落地效率,而高阶无人驾驶重在合作方落地以及合作开发能力。未来头部的Tier 1厂商将同时兼备低阶产品和高阶产品。

  当然,行业初期各项技术并不成熟,车企会选择投入,但投入到一定边界之后,它们的投入就会下降。随着行业的成熟度逐渐提高,产品性能、功耗、稳定性、车规级方面等都满足要求,这时候车企更多会考虑成本,如果供应商能够提供成熟、更低成本的硬件产品,从商业角度来看肯定会选择供应商方案。

  此外,不同类型车企对自研 or 外包决策存在较大差异,主流车企对成本敏感倾向于外购域控制器。现阶段自研域控制器的仅为头部新势力企业,这类车企有强烈的 差异化诉求,同时有足够的资金实力和软件人才支撑做这个事;第二梯队主流国内 外车企,自研 or 外购决策取决于内部资源和差异化能力的权衡,这类车企对成本非 常敏感,倾向采购通用、标准化的硬件平台加基础软件,自研上层应用软件谋求差 异化。这类车企是汽车销量的主体,为 Tier1 提供最大的发展空间;第三梯队是长 尾车企,资源不够充足的 OEM 需要硬件、底层软件和应用层软件的打包服务。

  行业终局:车企都在做智能汽车,站在用户层面的体验,做到 80 分还是 90 分差异不大,中长期来看,基础智能化有望成为汽车的标配,tier1 的价值将长期存在。

  翊弼智行生态企业——环宇智行,国内无人驾驶技术领军企业,是无人驾驶算法的引领者和计算设备的顶尖供应商。

  将用可靠算法+自研芯片重塑量产方案,赋能造车企业。主打产品是:车规SOC计算芯片、高可靠无人驾驶算法、L2.5/L4系列域控制器。并提供从计算芯片定制、域控制器设计、核心算法调测到无人驾驶功能定制的完整方案。2019年在多个车型的批量软硬件全栈交付,2020年突破五百台级订单,2021年完成数千台以上交付。累计完成无人驾驶量产车型3款,适配车型30多款。

  针对无人出租车、运人的小巴等车辆类型,对标英伟达原厂提供的无人驾驶计算单元,环宇智行提供高算力基于英伟达的Xavier的Titan4或者下一代Orin的Titan5系列域控制,配合Athena的软件系统来实现完整的L4的无人驾驶。

  针对互联网造车和车厂高端的新能源车这个方向,对标Tesla的域控制器,环宇智行提供基于Ti的多片TDA4芯片的Pallas系列域控制器产品,保证算力足够的情况下,可以实现功能的多样性和软件的OTA自动升级。

  针对车厂的传统车型和低端车型,对标博世的L2系统,环宇智行提供分离式的无人驾驶域控制器方案Pallas lite,包括基于Ti的TDA系列芯片的前视智能相机和基于NXP的功能安全单片机的控制器。来实现一个超高性价比的L2无人驾驶方案。

  以上的域控制器产品,共同一套无人驾驶软件系统Athena,包括实时算法部分、软件架构部分,功能安全部分,云端训练部分和大容量的数据集等等。保证客户的无人驾驶功能可以平滑过渡到最高的L4的各项功能。

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