2022年中国新能源汽车产业系列研究报告

1 www.leadleo.com400-072-5588©2022LeadLeo www.leadleo.com 2022年 中国新能源汽车产业系列研究报告 车载计算平台，智能驾驶落地关键支撑 概览标签：智能驾驶、车载计算平台、异构计算、软硬一体化平台 报告主要作者：霍翰松 2022/08 摘要 01 车载计算平台算力逐步提高，但算力并非性能唯一参数，软硬协同优化才能得到性能最优解 车载计算平台承载数据处理、应用运算等算力需求大的任务，因此算力大小一定程度上决定了车载计算平台的能力范围，但是除了算力以外，功耗也是硬件非常重要的参数，会直接影响硬件的可靠性与性能，同时车载计算平台是软硬件一体化的平台，通过软硬件协同优化才能更充分地利用算力资源，而不消耗过多资源，从而提高能效比，实现性能最优。 02 车载计算平台融合多领域技术，因此产业链结构产生变化，打造更完善的产业生态成为厂商发展的关键 车载计算平台融合AI等方面的技术，导致过去封闭垂直的产业链难以支撑发展需求，转而向开放、融合多领域技术的产业链发展。为应对变化，整车厂逐步增强软硬件 自研能力，掌握智能驾驶核心技术；Tier1将加强软件布局，如提供较优的中间件能够助整车厂提高应用软件开发效率；芯片厂商将基于自身硬件打造全栈解决方案。 03 行业趋势洞察：应用软件将是整车厂布局重点，硬件开放性将随需求逐 步提高 整车厂未来发展的关键在于掌握车载计算平台核心环节，从而打造功能与应用差异化能力。在这发展趋势之下，整车厂将对软件持续加强布局，其中，能力较强、技术积累深厚的厂商将自研全栈软件以掌握技术；其他厂商则可将研发重点放在应用软件，其他软件选择合作或采购解决方案，从而减轻研发负担。同时随着功能拓展需求提高，整车厂对于芯片研发开放程度的需求也将逐步提高，从而推动供应商向芯片研发能力完全开放的方向发展。 智能驾驶之“脑”，车载计算平台将迎来发展 —— 域集中架构能够降低软件更新复杂度、降低时延、提高功能可扩展性，能够更好的满足智能驾驶所带来的需求。而车载计算平台是智能驾驶域控制器的具体实现形态，通过异构软硬件一体化的设计，能够更好地支撑智能驾驶功能的实现与技术迭代。 智能驾驶落地的挑战在于技术难度大以及法规法律尚未完善。现阶段技术正在持续完善，并不断得到验证，同时政策也在国内多地相继落地，法律法规完善进程得到推进。因此智能驾驶商业化落地将有望得到推动加速，车载计算平台作为智能驾驶的关键支撑，也将迎来发展。 名词解释 •AUTOSAR：方向盘HOD（HandOffDetection）是基于汽车驾驶安全的设计理念，结合目前最可靠的IQ解调方式的电容测量技术，打造的一种高性能方向盘离手检测方案 •虚拟化管理：虚拟化管理（Hypervisor）是一种创建并运行虚拟机（VM）的软件。借助虚拟化技术，用户能以单个物理硬件系统为基础创 建多个模拟环境或专用资源。虚拟化管理的软件可直接连接到硬件，从而将一个系统划分为不同的、单独安全环境。 目录 CONTENTS 行业发展背景 •智能汽车架构向域控制发展----------------------------------------08 •智能驾驶功能复杂，域控制化成关键发展趋势----------------------------------------09 •应对智能驾驶带来的算力提高等方面的变化，车载计算平台应运而生----------------------------------------10 •多地推出相关政策，智能驾驶商用落地加速----------------------------------------11 定义与产业链分析 •车载计算平台定义----------------------------------------13 •车载计算平台解析----------------------------------------14 •车载计算平台产业链分析----------------------------------------17 •车载计算平台产业生态图谱----------------------------------------19 行业现状与趋势分析 •车载计算平台行业现状----------------------------------------21 •车载计算平台行业发展趋势----------------------------------------22 国内外代表厂商介绍 •英伟达----------------------------------------24 •华为25 方法论----------------------------------------26 法律声明----------------------------------------27 企业介绍----------------------------------------28 4 图表目录ListofFiguresandTables 图表1：分布式与域集中E/E架构对比----------------------------------------08 图表2：智能驾驶主要基本功能按等级划分----------------------------------------09 图表3：实现智能驾驶功能的内部系统结构示例----------------------------------------09 图表4：智能驾驶域面临的主要变化----------------------------------------10 图表5：近期部分智能驾驶相关政策----------------------------------------11 图表6：智能驾驶商用落地情况----------------------------------------11 图表7：车载计算平台总体架构----------------------------------------13 图表8：车载计算平台硬件架构主要组成部分----------------------------------------14 图表9：智能驾驶车控操作系统软件及对应解析----------------------------------------14 图表10：车载计算平台软硬件一体化的异构三大单元----------------------------------------15 图表11：实现规模量产的智能驾驶芯片及其他智能驾驶芯片----------------------------------------16 图表12：整车厂在新车款的硬件布局----------------------------------------16 图表13：影响车载计算平台性能的主要因素----------------------------------------16 图表14：车载计算平台产业链较传统ECU产业链涵盖领域更广----------------------------------------17 图表15：车载计算平台架构下的厂商布局趋势----------------------------------------18 图表16：车载计算平台产业生态图谱----------------------------------------19 图表17：行业标准与共识逐渐形成----------------------------------------21 图表18：厂商间展开合作推动产业生态发展----------------------------------------21 图表19：软件发展趋势：掌握应用软件技术将是整车厂发展的核心----------------------------------------22 图表20：硬件发展趋势：芯片研发开放程度将逐步提高----------------------------------------22 图表21：英伟达历代智能驾驶平台及平台架构----------------------------------------24 图表22：英伟达智能驾驶平台客户与公司竞争优势分析----------------------------------------24 图表23：开放、标准化的华为MDC智能驾驶计算平台 ---------------------------------------- 26 图表24：华为竞争优劣势分析 ---------------------------------------- 26 图表目录ListofFiguresandTables 第一章节：车载计算平台行业发展背景 行业发展背景定义与产业链分析 现状及趋势分析 相关企业介绍 智能驾驶功能增多、应用场景的复杂程度随智能驾驶等级提升而显著提高，而采用域集中控制架构能够更好地实现功能，成为行业发展的关键趋势。而为应对智能驾驶域中“软件端的高算力等需求、硬件端的高性能与高控制要求等需求，软硬件一体化的车载计算平台应运而生 目前智能驾驶相关政策在多地相继出台，智能驾驶商业化落地将有望得到加速，作为智能驾驶的关键支撑，车载计算平台也将受推动实现快速发展 7 主要问题 行业发展背景：智能汽车架构向域控制发展 •智能汽车电子电气架构从分布式架构向域集中架构发展，将能够克服软件更新难度大、成本随功能增多而显著提高等挑战，从而更好地实现“软件定义汽车”的发展 分布式与域集中E/E架构对比 域集中架构 •域控制器将作用相似或区域相近的功能集成化，减少器件使用量与降低功能管理难度 •高性能处理硬件平台将功 能集中化 •便于实现软硬件分离 •以太网作为骨干网 实现 解 决 域控制器 输入输出设备 软件定义汽车 X 分布式架构控制器按功能划分，存在功能扩展性与灵活性低等主要问题；域集中架构控制器将功能集中化，可减少器件使用量与降低功能管理难度 ECU 输入输出设备 分布式架构 •每个ECU负责控制特定功能单元；ECU间或存在一定关联，功能更新或需一并更新 1 总线线束长 2功能扩展性与灵活性低 3 通信时延问题显著 导致 难以实现 •软件更新难度大（ECU底层代码相对封闭、ECU间统一更新难度大） •成本随功能增多显著提高 （线束成本、ECUs功能协同调试成本等） •难满足新应用对低时延的需求 来源：WISEautomotive、头豹研究院8 行业发展背景：智能驾驶功能复杂，域控制化成关键发展趋势 •智能驾驶所面临的应用场景复杂度提高，对功能响应、功能升级与扩展需求显著，采用域控制器能够更好地满足需求，因此也成为智能驾驶的关键发展趋势 高等级智能驾驶主要功能更丰富，应用场景的复杂度也有所提升功能模块间存在联动性，集成管理能够降低系统复杂度，提高可扩展性 智能驾驶主要基本功能按等级划分 实现智能驾驶功能的内部系统结构示例 L0-L1 自适应巡航 （ACC） 行车功能 车道居中控制 （LCC） 自动变道辅助 （ALC） 场景复杂度提升、功能增加 L2 交通拥堵辅助 （TJA） L4 智能召唤 （SS） 记忆泊车 （HPA） 高速领航驾驶辅助 （NOAHighway） 城区领航驾驶辅助 （NOACity） L3 自主代客泊车 （AVP） 执行 泊车功能 决策控制 ABS/ESP/电子线控刹车 被动安全系统 LDWS/TSRECU ABS/ESP/电子线控刹车 FCW/PCSECU 线控换挡系统 停车辅助 ECUBSDECU ABS/ESP/电子线控刹车 HMI 自动泊车 （APA） 遥控泊车 （RPA） 功能集成 域控制器 前向碰撞预警 （FCW）自动紧急制动 （AEB） 前挡风玻璃摄像头 感知