域控制器成汽车产业布局的重点,一文了解市场现状和主要供应商
发布时间:2022-11-09 16:22     发布人:    浏览量:257次

2017年,汽车Tier 1级零部件供应商博世公布其在整车电子电气架构方面的战略图,将汽车电子电气架构分为了三大类,分别是分布式、集中式域融合以及车载电脑云计算。

过去十多年的汽车智能化和信息化发展产生了一个显著结果就是ECU芯片使用量越来越多。从传统的引擎控制系统、安全气囊、防抱死系统、电动助力转向、车身电子稳定系统;再到智能仪表、娱乐影音系统、辅助驾驶系统;还有电动汽车上的电驱控制、电池管理系统、车载充电系统,以及蓬勃发展的车载网关、T-BOX和自动驾驶系统等等。

很明显,目前全球汽车产业正在经历分布式向集中式域融合的过渡,域控制器成为产业布局的重点。

那么,域控制器到底是个啥?域控制器市场和产业现状如何?主要供应商有哪些?


域控制器是个啥?

传统的汽车电子电气架构都是分布式的(如下图2-1),汽车里的各个ECU都是通过CAN和LIN总线连接在一起,现代汽车里的ECU总数已经迅速增加到了几十个甚至上百个之多,整个系统复杂度越来越大,几近上限。在今天软件定义汽车和汽车智能化、网联化的发展趋势下,这种基于ECU的分布式EEA也日益暴露诸多问题和挑战。

为了解决分布式EEA的这些问题,人们开始逐渐把很多功能相似、分离的ECU功能集成整合到一个比ECU性能更强的处理器硬件平台上,这就是汽车“域控制器(Domain Control Unit,DCU)”。域控制器的出现是汽车EE架构从ECU分布式EE架构演进到域集中式EE架构(如图2-2所示)的一个重要标志。

域控制器是汽车每一个功能域的核心,它主要由域主控处理器、操作系统和应用软件及算法等三部分组成。平台化、高集成度、高性能和良好的兼容性是域控制器的主要核心设计思想。依托高性能的域主控处理器、丰富的硬件接口资源以及强大的软件功能特性,域控制器能将原本需要很多颗ECU实现的核心功能集成到进来,极大提高系统功能集成度,再加上数据交互的标准化接口,因此能极大降低这部分的开发和制造成本。


域控制器成汽车产业布局的重点,一文了解市场现状和主要供应商

域控制器市场概述


2018年,基于德尔福提供的域控制器技术,奥地利TTTech公司开发的zFAS控制器率先应用在奥迪A8当中。伟世通公司则推出了SmartCore域控制器,集成信息娱乐、仪表板、信息显示、HUD、ADAS等功能。这些产品开创了商用功能域控制器产品之先河,全球各大Tier 1供应商纷纷跟进,整个域控制器市场逐渐发展起来。

在国内市场,华为、德赛西威、航盛电子、东软等企业也推出了DCU解决方案,并得到了国内车企的采用。比如,2020年小鹏汽车推出的智能轿跑P7就采用了德赛西威基于英伟达Xavier打造的自动驾驶域控制器产品——IPU03。

当前,整个业界对DCU市场都有非常乐观的预期。据佐思产研的预测,2025年全球汽车DCU(座舱+自动驾驶)出货量将超过1400万套,2019-2025期间年平均增长高达50.7%。

整个汽车行业普遍认为,域控制器是汽车电子行业未来竞争门槛最高的部分,因此利润也最高,芯片厂商和核心算法供应商将会受益。

产业现状

传统汽车座舱是由各种功能单元组合而成的,包括液晶仪表、大屏中控系统、车载信息娱乐系统等。然而,随着汽车智能化水平提升,车载信息愈发丰富,传统分布式的功能单元已经无法满足驾驶员快速获取信息的要求。座舱域控制器的一个重要任务就是融合各种信息,并和驾乘人员高效、便捷交互。

从产业现状来看,目前的座舱域控制器方案基本都以支持以太网和CAN总线通信来打造。传统EE架构下,汽车ECU主要通过CAN和LIN总线连接在一起,随着功能的丰富,总线数量和复杂度大幅提升。简化线束是目前集中式域融合架构的一个主要任务,不过并非所有功能器件都已经开始采用以太网通信,因此目前座舱域控制器以“接口标准可访问”方式连接需要控制的功能单元。

其次,目前主流的座舱域控制器芯片都支持软硬件解耦,也就是不与任何一种操作系统和编程语言绑定,并且后续OTA升级并不影响整体网络架构,具有更好的延展性。

第三是支持标准化软件框架体系。当前,座舱域控制器芯片需要支持的软件有三大类:基础软件、框架软件和应用软件。其中,基础软件主要是指Linux、Android、Autosar、系统驱动软件和接口管理软件等,负责汽车座舱的基础功能运转;框架软件包括了基础框架软件、HMI框架软件、音视频框架软件和云服务框架软件,主要是面向用户的功能性开发,包括人机交互、影音娱乐和各种操作控制等;应用软件则是指各种App,以及一些系统自带的个性化定制软件。

第四是支持一芯多屏,这当然也是域控制器的精髓所在。在智能座舱域控制器方面,很多方案都是基于高通8155来打造。该芯片是目前市场的主流产品,是820A芯片的升级版,采用7nm制程,整个芯片的AI算力能够达到8TOPS。一芯多屏是高通8155的拿手好戏,在GPU方面,其采用Adreno 640、Hexagon 690 DSP、Spectra 380 ISP组成的AI引擎,可以支持8路4K视频的播放。也就是说,高通8155能够以更高的分辨率支持多屏幕同时输出。截至目前,小鹏P5、威马W6、蔚来ET7和ET5、哪吒U Pro、零跑C11、长城WEY旗下摩卡等众多已上市车型都是基于高通8155打造的智能座舱。

主要供应商

对于上述复杂功能的支持要求座舱域控制器芯片具有强大的功能,因此我们看到高通在8155芯片基础上继续升级。新一代智能座舱芯片SA8295P采用5nm制程,GPU算力相对于上一代8155提升了200%。目前,该芯片已经在集度汽车上首发。

当然,虽然当前在座舱域控制器的核心芯片方面,高通是一家独大,不过市场上的供应商却不止高通一家。在核心芯片方面,除了高通以外,国际厂商还有英特尔、三星、恩智浦、瑞萨电子、德州仪器、AMD和英伟达等。不过,在当前世代的产品对比上,没有厂商的产品能够和高通8155芯片直接抗衡。在国内,芯驰、联发科、瑞芯微以及芯擎都推出过座舱域控制器芯片,也有对标高通8155的芯片。不过从市场反馈来看,除了联发科的MT8666凭借性价比抢夺了部分8155芯片的订单,其他芯片很难与之抗衡。

当然,座舱域控制器是一个综合的系统。高通8155、联发科MT8666等芯片只是其中最核心的部分,还包括一些外围设计。在座舱域控制器品牌方面,拥有伟世通、大陆集团、博世、安波福、电装、佛吉亚集团、松下、东软睿驰、德赛西威、航盛电子、三星、现代摩比斯、布谷鸟、华阳集团、上海赫千、远峰科技等众多玩家,基本上主流的Tier 1级零部件供应商都有自己的座舱域控制器方案。如上所述,伟世通、大陆集团、博世、德赛西威等公司都是选择基于高通8155做方案。

对于域控制器厂商来说,市场机会已经出现。按照高工智能汽车研究院数据预测,未来三年前装搭载量将进入第一波高峰期。

根据HIS、中商产业研究院的数据,2021年中国智能座舱配置渗透率达到53.3%,预计2022年将上升至59.8%。在市场规模方面,预计2022年中国智能座舱市场规模将达740亿元,同比增长14%。市场高速增长将从核心芯片、硬件系统和软件等方面带动相关厂商的发展。后续,智能座舱开始更加强调以人为本,给域控制器带来了更大的挑战。