智能座舱成为智能汽车“流量担当”,千亿风口下软硬两条赛道齐飞

闭门造车 2022-08-03

智能汽车域控制器

4451 字丨阅读本文需 10 分钟

座舱智能水平,是汽车智能化技术革命路上仅次于安全配置的存在。

随着科技不断发展,汽车正在发展成为下一个智能终端载体,其中智能座舱正是流量入口。据IHS调研的数据显示,国内消费者购车的关键因素中,座舱智能科技水平是仅次于安全配置的第二大关键因素,重要程度超过动力、价格、能耗等因素。

同时,中国用户对于座舱智能科技的关注度要高于美国、日本、英国等多个国家。

已经初具模型的智能座舱,俨然成了备受资本市场关注的焦点。

智能座舱究竟有多大潜力?

全球汽车市场进入存量竞争时代,能成为重塑汽车产品差异化重要元素的智能座舱,正是各参与者重点投入的方向。

智能座舱产业链可分为上、中、下游三个环节。上游主要是底层硬软件产品,包括芯片、操作系统、虚拟机、中间件、算法等;中游主要包括仪表、中控、HUD等零部件,通过与上游的硬软件整合集成到下游的终端车厂,最终形成完整的智能座舱。

同时,基础设施参与整个流程,为各环节提供数据传输、运算存储等服务。

整体市场空间或达到4600亿元规模,其中中国将是最具潜力的市场。

根据IHSMarkit预计,在供需两端推动下,全球智能座舱市场规模已从2019年的345亿美元增长到2020年的360亿美元,2030年预计将达到681亿美元,折合人民币近4600亿元,2021-2030年CAGR达4.9%。

同时,中国座舱智能科技配置的新车渗透速度要快于全球。根据IHS预测,2020年中国市场智能座舱渗透率为48.8%,到2025年渗透率有望达到75%(届时全球渗透率为59.4%)。

此背景下,国内市场2021年预计达到99亿美元,2030年预计达到247亿美元,折合人民币超1600亿元,市场份额将进一步上升至36%,成为全球主要的智能座舱消费市场,2021-2030年CAGR达到9.9%。

巨大发展潜力背景下,产业链上一众企业或将迎来高速成长期。

内卷加剧

从技术应用层面简单分类,当前的智能座舱主要由硬件、操作系统和交互系统三部分构成。

硬件层面,在智能座舱中基础的元件是ECU(Electronic Control Unit),即电子控制单元。它被称为车载电脑,是汽车控制的基本单元,与普通电脑相似,ECU由微控制器(MCU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)等大规模集成电路组成。

在由智能座舱和自动驾驶技术构成的汽车智能化趋势中,一台车往往需要安装的ECU往往多达100-200个,数量庞大且不易控制。这就对汽车的智能架构和算法算力,提出了更高要求。因此,汽车芯片也经历了从MCU(Micro Controller Unit,微控制器)向SoC(System on a Chip,系统级芯片/主控芯片)转移的过程。

在智能座舱中,“车载信息娱乐系统+流媒体后视镜+抬头显示系统+全液晶仪表+车联网系统+车内乘员监控系统”等一系列复杂的融合体验,都需要依赖智能座舱SoC芯片。

芯片算力的提升,推动了汽车电子、电气架构的演进。当下车内所有电子单元(除自动驾驶控制单元外)统一都由一块芯片来控制,这跟手机上基于SoC芯片的控制架构几乎一模一样,“一芯多屏”是现在车企的主要选择。

根据国君证券计算机研究团队最新的市场调研显示,在最新发布或即将上市的电动车“一芯多屏”智能座舱方案中,高通芯片的市场份额高达90%,几乎处于完全垄断的地位,比在手机芯片上的优势还要明显。目前,高通的机车芯片已经出到了第四代,搭载有高通芯片的车型众多,包括理想ONE、小鹏G3、P7、蔚来ET7,以及长城、威马的多个车型。

高通芯片能够在汽车领域占据绝对头部的位置,与其已经在手机上已经完全适应了安卓系统丰富的应用生态有极大关系,技术从手机平移到汽车,几乎不存在障碍;另外,高通芯片并不受美国供应链制裁的影响,供货也比较稳定。除了高通之外,在智能座舱芯片领域,其他的竞争者还有面向高端市场的英特尔、联发科,NXP、德州仪器、瑞萨电子等传统汽车芯片厂商,其产品则主要面向中低端市场。

尽管这一块市场更多被国外大型厂商占据,不过国内也有不少厂商开始涉足。从2018年布局开始,芯驰是目前国内唯一四证合一的车规芯片企业。其生产的智能座舱芯片X9系列,能够满足最多 10 个屏的全功能旗舰座舱使用。

在软件方面,汽车产业和手机行业异曲同工,操作系统构成了一台设备的生产力基础。哪吒汽车董事长方运舟就曾表示,汽车作为一个比手机更大号的智能电子终端,拥有汽车属性的操作系统是核心。

目前,智能座舱OS基本被QNX(黑莓)、Linux、Android三大阵营所垄断,本土企业的操作系统也大多基于他们所二次开发。在全球市场中,由于QNX系统安全性和稳定性较好,占据了较大的市场份额,而在国内,由于Android生态的广泛应用,因此自主品牌和新势力大多基于此定制操作系统,小鹏、蔚来、吉利、比亚迪等均是如此。

众所周知,无论是手机还是汽车领域,操作系统是一个赢者通吃的生态,一旦某个市场的操作系统确立市场格局之后,后来者就很难实现追赶。从这一点也可看出,被逼上梁山自研系统的华为,有多不易。

“华为开发者大会2021”上,华为智能汽车解决方案BU CEO余承东无不骄傲地表示,“目前鸿蒙升级用户已经达到了1.5亿,成为史上发展最快的智能终端操作系统。”而根据华为内部“车就是长着四个车轮的手机”的论调,HarmonyOS“上车”并不令人意外。当前市场上,除了和华为深度绑定的赛力斯,北汽于2021年4月发布的ARCFOX极狐阿尔法S华为HI版也搭载了鸿蒙OS智能互联座舱,另外北汽推出新款燃油SUV车型,同样将搭载鸿蒙OS。

作为车企自研系统,鸿蒙OS的向外拓展之路的确不好走。在当前的市场环境中,包括蔚小理等新势力,以及大众、通用等传统车企,都在逐渐打造属于自己的OS,参与智能化竞争。在第二梯队的哪吒汽车,此前也透露过正研发智能汽车操作系统的消息。

有了芯片和操作系统打底,交互就更加直观了。操作交互主要包括语音识别、人脸识别、触摸识别、生物识别等方面。

其中基于人脸识别技术的DMS(疲劳驾驶预警系统)是整车中常见的交互配置。根据美国高校的研究发现,特斯拉Autopilot激活后会明显降低驾驶员的专注能力,从安全角度衡量,当汽车达到L2级辅助驾驶能力时,对驾驶员的监控就成了必要。

2018年5月,中国交通运输部颁布文件,规定为了解决疲劳驾驶安全隐患,要求长途客车等车种必须安装视频监控报警装备,由此DMS市场便在国内获得井喷式增长。

DMS系统是通过车内摄像头,对驾驶员状态进行监控,结合行车时间、行车速度等因素,判断驾驶员是否处于疲劳和分神状态。这是一项看似门槛很低,但对感知技术和产品设计能力要求相当高的技术。

目前主流服务提供商包括法雷奥、博世、大陆、电装、伟世通、维宁尔等,在中国企业中有海康威视、百度、商汤科技、大华等。此外,国内市场上还冒出了一大批声称具有研发、量产DMS系统与设备的技术创业公司,一些在安防领域做人脸识别的公司也试图在这里插一脚。

想做这一块的人,一开始可能会觉得技术并非有那么高的门槛。” 车厂一级&二级供应商Minieye座舱感知事业部负责人杨一泓在接受采访时曾表示,尽管它的算法精度要求的确没有舱外(ADAS、自动驾驶)要求那么精确,但这种要求(DMS)是更加“理性”的,是一种后处理的逻辑。

人工智能让汽车拥有智能“大脑”

在智能座舱中有两大人工智能交互系统,一种是像DMS一样基于视觉,另一种则是基于语音。

随着座舱SOC算力能够支持AI,座舱语音助手能够解决的问题也越来越多。近期,蔚来汽车便与小度达成了合作,双方将围绕提升车载语音系统的升级,来改善汽车的人机交互体验。

目前,车内智能语音助手的主要供应商有百度、科大讯飞、云知声、思必驰等公司。

靠语音起家的科大讯飞,在车内智能音频领域布局很深。去年广州车展前夕,科大讯飞发布了智能音频管理系统——飞鱼音频管理系统。其最大特点就是与车载功能和车辆系统进行深度融合,还可根据整车厂的需求进行定制化配置。

与其他技术环节海外公司占据主导不同,在智能座舱的AI中文语音服务提供领域,中国本土公司有着得天独厚的优势。

在智能座舱的交互体验领域,像苹果这样的巨头科技公司也有着很深的介入。得益于在手机、操作系统等方面的完整生态,苹果也将这些优势平移至车舱之内。

2022 年的全球开发者大会(WWDC)上,苹果发布了可以让手机与车机交互的新一代产品 CarPlay。新 CarPlay 不仅有漂亮的 UI 设计和交互,还可接管包括仪表盘在内的所有屏幕,调节空调、座椅和音响。如今的CarPlay,已不再仅仅是一个简单的应用,而是一个可接管车内系统,并带动应用服务的生态。

尽管目前苹果对于CarPlay的设想大多还停留在PPT阶段苹果的优势在于,但市场上的高端车车主,使用iPhone的比例较高,这给CarPlay的普及提供了先决条件,毕竟,车载APP、手机APP分属不同生态,在实际使用交互过程中或多或少会出现兼容问题。一旦将手机和车内系统打通,可以给用户带来极大便利。

对于苹果来说,现在最关键的问题在于,有多少整车厂会为CarPlay开放全部车型、全部配置。

总体来看,智能座舱是一个复杂的系统工程,有着较高的技术门槛。在国内,即便像百度、腾讯这样级别的玩家,也在不断探索之中。

得益于人工智能技术的发展,未来的智能座舱将通过自学习能力,帮助汽车从出行工具向出行管家进行转变。自我学习可以渗透到智能座舱的方方面面。

人工智能不断发展的另外一个表现就是车与人之间的交互形式将更为多样,除了上文提到的语音控制外,手势交互和触摸交互也将在人工智能的基础上,逐渐摆脱当前使用的一些不足,将变得越来越棒,有时候甚至一个眼神就能告诉汽车我的驾驶意图是什么。

主动响应式交互向车内引入。积极主动的交互有助于减少分心、提升驾驶安全性,并提升用户的体验度。当我们通过车机互联设置了一个行程时,在进入车内时,我们无需再安排行程,汽车可以直接根据计划导航。

汽车行业越来越关注娱乐性的设计趋势。沉浸式游戏、家庭影院、氛围灯、情感交互类的设计在越来越普遍。在下班的路上或旅行途中,我们除了观察路边的美景之外,汽车会主动展现更深层次的解读和不同心境下的游戏或情感体验。

当我们被监测为心情比较好时,汽车会主动给我们提供游戏或舒适的音乐推荐,同时,通过调整座舱内灯光、温度、气味儿等方式来为我们的提供更好的乘坐环境,这为我们带来了更为立体的情感智能化体验。

学习能力、个性化和人性化的设计是智能座舱主动交互设计的重要内容。比如,你大概几点会给谁打电话等,用户可通过语音、手势、眼神等来实现与汽车的对话;车内灯光可根据不同场景来自动变暗或变亮。

而汽车则会通过不断优化,综合处理复杂的信息,为用户提供最精准的解决方案,成为你越来越走心的朋友。而针对驾驶员和其他乘客提供个性化服务,具有更多的应用价值和更广的前景。

座舱硬件大升级

随着未来汽车智能化趋势持续推进,汽车智能座舱各硬件部件的出货量和价值量将快速攀升。

1)智能座舱域控制器将进一步整合部分 ADAS 功能和 V2X 系统,实现在单车价值量上的提升。汽车智能化背景下,座舱域控制器市场前景广阔,我们预计 2025 年国内智能座舱域控制器市场规模将达 1124.61 亿元,全球市场规模达 2901.49 亿元;

2)显示屏可实现多屏交互,使显示面积增大、互动性增强、个性定制化能力提升;

3)汽车自动驾驶程度的提升催化安全交互需求增加,制造成本降低,驱动 HUD 向中下档车型渗透,HUD 市场渗透率提升。

汽车 E/E 架构向域集中式变革,智能座舱域控制器市场迎来机遇。域集中架构车型批量上市,催化智能座舱域控制器出货。特斯拉采用新一代集中式 E/E 架构,已达到域控制器和车载中央电脑阶段,配合其自研的操作系统可实现整车 OTA。通用、大众、丰田等车企均在加快部署全新车型 E/E 架构,量产时间大约在 2021-2025 年。

智能座舱域控制器方案将成为主流方案。随着汽车智能化程度提升,将出现两个明显的变化趋势。

第一个趋势是汽车 E/E 架构将从传统分布式转变为域集中式,第二个是单车搭载的传感器数量显著提升。因此在智能座舱方面,能够集成众多 ECU、传感器、控制器的座舱域控制器应运而生,以座舱域控制器为中心的智能座舱系统将成主流趋势,这一系统将在统一的软硬件平台上实现座舱电子系统功能,成为融入交互智能、场景智能、个性化服务的座舱电子系统,逐渐满足用户对汽车座舱“第三空间”的定义,市场发展空间广阔。

同时全球汽车软硬件厂商已经与众多车企合作,开始布局智能座舱域控制器市场。国外厂商中,伟世通、博世等在全球座舱域控制器市场占据主导地位,已在奔驰、通用等国际知名车企的众多车型上实现量产应用;国内厂商方面,德赛西威、华为等企业也陆续推出了各自的座舱域控制器一体化解决方案,已搭载至理想、东风等车型。

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