汽车的革命系列报告之三：智能汽车：未来最强的算力终端

百年汽车产业迎来史诗级机遇 作为互联网浪潮下划时代的产物，智能汽车的架构变革遵循着“机械定义-硬件定义-软硬件共同定义-软件生态定义”这一路径。而在此变革下，“智能座舱+自动驾驶”作为智能化“硬核”驱动着汽车的产品定位从出行工具向“移动第三空间”延展；汽车产业链的价值也将呈现“总量上升，重心后移”趋势；而传统供应链格局也将被打破，并驱动其从原先的垂直结构向扁平化网状模式发展，主机厂的角色将从制造商向服务商实现转型。 智能座舱：始于互联网，进击元宇宙 智能座舱革命，将遵循“配置升维+架构交融”的横纵法则，以“创新-迭代-颠覆”的链条演化，最终实现在元宇宙中的进击。其中，配置的颠覆：即，对内革新了座舱配置，并以“液晶仪表+中控屏+HUD+氛围灯+座椅+声学系统”为组合，实现了车内场景化+多模态交互；对外则以“网联化”为主轴，搭配了T-BOX等网联设备，以贯通各AIoT间的互联；架构的迭代：硬件架构：座舱芯片的具体表现将向“智能+网联”两大关键转变，其中高通优势明显；域控制器作为硬件架构的底层支撑，其工程化能力、硬件适配能力、底层软件能力愈发重要；软件架构：智能座舱的终极奥义在于“生态级”的对垒，而操作系统、算法、HMI是其竞争力体现的关键。其中，底层OS需具备“开放性、安全性”特征；座舱算法也将更聚焦于为用户提供多模态的交互方式；HMI则提供了人机交互差异化体验；生态的创新：在基于“配置革新+架构迭代”下，座舱的生态边界或向“第三空间”转移，以最终实现元宇宙的承载。 自动驾驶：决战量产元年，“感知-决策-执行”的解构 自动驾驶的实现，为汽车配备了“隐形司机”，并联动座舱使之成为真正意义上的“移动第三空间”。通过对其技术的解构，可分为三个环节：感知层、决策层和执行层。 其中，感知层：传感器是其中核心组成，而由其获取的数据是自动驾驶的“认知起点”，我们通过拆解“感知、融合”两条路径中的关键部件得出以下结论：摄像头：其定位将向“专攻图像采集”转变，或将迎来“量价提升”的黄金时期；激光雷达：产业或迎来放量元年，OEM厂商混战下产业链投资机会确定；高精度地图：商业化拐点来临，产业格局或将重塑；决策层：硬件架构：自驾芯片、域控制器产业的景气度井喷，但针对车型/价格规划的不同呈现差异化竞争；软件架构：区别于座舱的定位，自驾域更注重于功能迭代，因此其底层OS需具备“安全性、低延时”特点；算法也将转变为以数据驱动的“功能算法”；执行层：则进阶为以主动控制技术为主导的线控技术。 投资建议：智能汽车是继智能手机后又一划时代的颠覆，但其所带来的规模性影响以及市场增量都将远超手机。在“新四化”背景下，EE架构的升级将驱动产业的价值重心从硬件向软件转移，行业的游戏规则也将重新定义，无论是传统的Tier1、Tier2，亦或是新兴的Tier0.5都将迎来史诗级的机遇。我们再次重申，智能汽车产业的巨变已启动，其所孕育的投资机会将会比10年前智能手机产业链更加惊人。根据“新兴域”划分的不同，我们重点推荐三条主线：座舱域革新：重点推荐中科创达、光庭信息、华阳集团；自驾域升维：重点推荐四维图新、东软集团，以及智能化后市场道通科技；元器件增量：重点推荐韦尔股份、北京君正、联创电子、炬光科技。 风险提示：市场风险、原材料涨价风险、政策风险、技术风险、芯片供应链风险。 1百年汽车产业的重塑 汽车产业历经百年沉淀，已跨越“机械定义-硬件定义”的鸿沟，而在技术迭代下的“新四化”浪潮正推动其进入“软硬件共同定义”的智能化时代。作为继智能手机后，移动互联网浪潮下又一划时代的产物，智能汽车是人工智能、软件、半导体、汽车、新能源、通信等诸多行业集聚半个多世纪成果的“核聚变”，是下一个十年最大的科技浪潮，而在此过程中，无论是产业格局还是其价值链都将迎来史诗级的变革，同时其所孕育的投资机会也将会比10年前智能手机产业链更加惊人。 1.1透视分层结构下的主机厂困境 纵观汽车架构的发展，僵化的分布式构造使得产业链逐渐固化,并形成以Tier1为核心的链式结构，而其对主机厂的自主变革形成掣肘，局限性也逐渐凸显。当前传统主机厂仍面临着较多困境，唯有乘“新四化”东风“软化”自身，以打破传统产业链，并将其重塑为以主机厂为中心的多维网状结构，才有机会占据产业链变革中的价值制高点。 汽车发明之初，多由小型工坊自行制造、拼装而成，其仅具备必要的电气组件，直至福特汽车发动“流程革命”才使得规模化生产变为可能。此时，汽车产业尚处于“机械定义”阶段，即，其仍为各类元件拼装而成的机械产品，仅能凭借机械动力性能满足用户最基本的代步需求，无其他“附加”功能。而在该阶段下，主机厂通常凭借自身在机械设计、动力设备或生产工艺方面的积累独立生产，以形成独特的“产品竞争力”。 图1：传统汽车与智能电动汽车对比 通信技术革命是驱动汽车从“机械定义时代”跨向“硬件定义时代”的底层支撑，消费者需求的井喷则从上层拉动产业实现跨代。在“机械定义时代”，汽车仅具备车灯等最为基础的电气设备，直至车载收音机作为第一款电子零部件装配至汽车，其才由简单的“机械产品”迭代为“机械-电子产品”。但随着媒体设备、排放电子模块等功能性模块的增加，ECU、传感器等电子元件的数量急剧增加，硬件成为汽车架构中最主要的部分。在此背景下，受制于单点通信方式的局限性，布线系统为实现各硬件间的信息传输，只能选择被动性的叠加，从而导致了装配成本过高 、 总重量超重等问题。为了解决这一矛盾 ， 车载总线技术诞生 ， 推出了CAN/LIN/Flex Ray/MOST等多种标准的总线链路，并允许相关硬件在同一总线链路下，实现数据以及功能的共享与传输，从而有效降解了原有布线系统的复杂性，提升了数据的传输效率。至此，汽车进入“硬件定义时代”。 图2：车载通信方式从单点传输到总线链路传输 总线技术虽然从物理层面优化了汽车硬件配置的布局，但其仍存在明显的局限性，即，ECU数量的叠加导致支线链路复杂性不断提升，总线将不堪重负，从而引发车辆出现信息传输等多方面的故障。同时，软硬件的高度耦合使得主机厂无法自主进行软件迭代，Tier1供应商成为产业链中的核心角色。在“硬件定义时代”，主机厂受制于其自身研发能力的薄弱，同时考虑到包揽所有开发工作所带来的成本耗费，更多选择依赖于具备较强研发能力的ECU供应商。但在分布式架构下，由于一个ECU对应一个功能，且往往带有嵌入式的软件系统，这就导致了在此阶段，汽车软硬件之间呈现高度的耦合。而相较于产品内在的变化，我们更需要关注，在此架构背后所映射的产业链议价权的改变，是供应商话语权的加速提升，主机厂只能被动局限于零部件的整合工作。在此阶段，主机厂不再是产业链中的唯一核心，而是由各级供应商和主机厂共同组成了完整的产业链，形成了“主机厂-Tier1-Tier2/ Tier3”合作模式，而强耦合的软硬件将产业链上的各角色逐渐固化，使得主机厂无法自主地进行产品迭代。 图3：传统汽车产业供应链 AutoSAR的出现，虽然初步实现了软硬件的解耦，但未从根本上对产业链产生“革命性”的影响。在传统分布式架构下，各层级的供应商将不同的零配件提供给Tier1进行装配生产，并由其向主机厂直接提供成品，但由于上游零部件和其自身技术路线不同，各Tier1的ECU产品接口及底层软件均有差异，导致汽车底层软件重复的问题凸显，资源利用率较低。在此背景下，AutoSAR的成立，使不同结构的ECU软硬件接口实现了统一，并驱动了应用层与软硬件层实现初步解耦，以增加应用软件的可扩展性、可移植性和复用率，主机厂也因此获得一定程度的“解放”。但基于传统分布式架构所产生的AutoSAR具有局限性，各厂商对AutoSAR规范理解的不一致导致软件模块复用率的提升不显著，鲜明的“硬件定义”特征并未从根本上改变主机厂在产业链中作为“零部件整合商”的弱势地位。 同时，AutoSAR开发软件及其工具链的高额价格也间接给主机厂带来成本负担。 图4：AutoSAR实现软硬件解耦 历经百年发展，高度固化的传统汽车产业链并未因总线技术或AutoSAR规范等技术性的维新而发生革命性变化，Tier1供应商仍旧作为定义功能的角色掌握产业链制高点，传统主机厂仍面临诸多困境： 成本困境：在渐进式而非变革式的技术升级及需求升级下，传统主机厂采用分布式架构是历史情境下的最优解，但随着消费者对于汽车功能需求的升维，分布式架构使主机厂陷入多方面的成本困境中：为丰富汽车的功能，主机厂只能不断堆砌供应商提供的ECU以满足迭代需求，但ECU的叠加使得主机厂也面临着高昂的硬件成本与供应链管理压力。根据Strategy Analytics的数据，各级别汽车装配的ECU数量均保持着高增趋势。目前平均每辆汽车约采用25个ECU，但部分高端型号已有超过100个具备不同功能的ECU（1993-2010年，奥迪A8车型上搭载的ECU数量已由原先的5个骤增至100余个）。 传统的ECU除实现具体功能的应用软件外，仍存在众多底层软件来保障ECU的正常运行，但不同供应商的ECU，其底层软件的重复性较高，且无法实现跨模块的使用，这也使得主机厂为适配不同零部件，需要在CAN收发、电源管理等底层软件上承担大量的“重复”开发费用。根据产业链调研，分布式架构下主机厂需面临约30%-40%的重复开发工作，同时复用率较低的软件也抬升了主机厂的后期维护升级成本。 此外，ECU数量的增加使数据传输所需的线束长度与成本也随之增加，为主机厂带来成本与重量的双重压力。总线技术仅能优化ECU干线线束部分，繁复的支线链路仍旧是沉重负担。根据佐思汽研的测算，如果沿用目前的分布式架构，自动驾驶汽车的线束成本将不会低于1000美元，而其重量可达100公斤（特斯拉全新的布线架构已将ModelY的线束长度降低至100米，总重量也仅约1公斤）。 分布式架构下的主机厂在软硬件及通信链路方面所面临的成本逐年提升。根据赛迪顾问的数据，乘用车汽车电子成本占比由1970年的3%提升至2020年的50%，主机厂的利润空间被Tier1供应商严重挤压，主机厂只得进一步压缩费用，从而陷入“低利润-降低研发投入-对供应商依赖度加深-利润空间被进一步挤占”的负循环困境中。 图5：不同级别汽车ECU数量变化趋势 图6：1970-2025年乘用车汽车电子成本占比持续提升 迭代困境：“硬件定义时代”下的Tier1作为定义功能的角色掌控着产业链的制高点，而主机厂仅关注功能模块的性能指标和参数，却忽视了产品的系统逻辑及软件架构，从而导致自研能力缺失，被Tier1供应商所“捆绑“。传统的线性供应链中，主机厂仅需从不同的Tier1供应商中采购完整的功能模块并进行整合适配即可，而“偏硬”的生产特点使其对软件的关注度不断降低，自研能力也逐渐丧失。 同时，功能模块软硬件的高度耦合及封闭性也促使主机厂丧失迭代主权：分布式架构下车载软件的更新基本与汽车的生命周期同步，主机厂仅能在维护/召回阶段，实现其功能软件的更新/升级，因此主机厂更多地选择缩短新品开发周期以实现产品迭代而非单一的功能迭代。虽然AutoSAR的出现，提高了底层软件的复用程度以降低主机厂自主进行功能迭代的难度，但主流博世、大陆等Tier1在AutoSAR的规范和底层软件仍互不兼容，主机厂无法完全地、自主地排列组合底层代码以实现功能的快速迭代。 盈利困境：传统主机厂盈利模式单一，仅靠降本增效难以熨平营收的周期性波动。传统汽车制造业属于周期性行业，行业景气度与宏观经济的波动周期存在明显的正相关性，传统车企价值的实现方式为一锤子式的硬件销售，其收入=汽车销量*单车收入，产品售出后主机厂难以再通过其他方式获利。当前汽车产业正在经历“硬件商品化”过程，一些传统机械零件正加速商品化和白标化，即，硬件所能实现的差异性越来越小，硬件销售的利润越来越薄。根据中国汽车工业协会的数据，2016-2020年，国内汽车制造业累计营收由8.33万亿元降至8.16万亿元，CAGR为-0.54%。同时，传统主机厂在价值链中较低的议价能力使其