（报告出品方/作者：东北证券，史博文、刘云坤）

1.车内通信架构变革是智能网联汽车进一步发展的必经之路

1.1.政策+需求催动下智能网联汽车前景明确、空间广阔

新四化指引汽车未来发展方向，智能化、网联化方兴未艾。以特斯拉为代表的新势力车企给传统汽车行业带来了全新的开发理念和技术，未来汽车作为手机之后另一大移动终端，对自动驾驶和网联功能的需求已成产业共识。汽车新四化（网联化、智能化、电动化、共享化）趋势中，电动化和共享化的产业链和商业模式已较为成熟，而智能化（自动驾驶）和网联化（车联网）能够为用户提供个性化和更舒适的驾驶及娱乐体验，是车企在行业发展新浪潮中体现品牌区分度的重要抓手。智能化和网联化技术对技术和产业链的要求高，目前尚在发展初期，如自动驾驶系统感知方案和电子电器架构仍处于应用与探索并行的阶段。

政策文件指引频出，规范标准不断细化，加速推动智能网联汽车发展进程。针对智能网联汽车产业，我国政府先后指定出台多项政策规范、指导意见等，从短期、中期和长期促进智能网联汽车产业标准体系建设和技术应用发展。年12月，工信部发布《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》，目标年车联网渗透率达到30%、新车L2搭载率达到30%、联网车载信息服务终端新车装配率达到60%；且技术体系可以支撑L3。年2月，十一部委联发《智能汽车创新发展战略》，提出智能汽车产业发展战略目标，年L3可规模化量产，L4于特定场景下应用；年11月，发布《智能网联汽车技术路线图2.0》，目标L2、L3级智能网联新车占比于年达到50%；年超过70%；年C-V2X渗透率达到50%，年基本普及。

新四化需求及政府助力催动智能网联汽车出货量快速提升，中国速度快于全球。需求推动下，全球智能网联汽车出货量和渗透率快速提升。IDC预测，年全球搭载智能网联系统的新车出货量将达到万辆，智能网联系统搭载率将达71%，-年年复合增长率14.5%。中国智能网联汽车增速和渗透率均高于全球，IDC预测到年中国智能网联汽车出货量将从年的万辆增至万辆，智能网联系统装配率将达到83%，-年年复合增长率16.1%。

智能网联汽车相关产业规模快速成长，年中国智能网联汽车市场规模近亿元。BusinessResearch预测到年，包含乘用车、Robo-Taxi、共享汽车、车路协同等所有相关应用及服务的全球自动驾驶汽车产业链市场规模将从年的.9亿美元增至.7亿美元，年复合增长率12.5%。前瞻产业研究院预测，年中国智能网联汽车产业规模将达到亿元，-年年复合增长率达到22.15%。

中国智能网联汽车发展速度位居世界前列，相关产业链有望率先受益。中国受益国家政策大力支持及新势力厂商如特斯拉、小鹏、蔚来、理想等的鲶鱼效应，发展进度高于全球平均水平，此外新能源汽车快速发展给了我国汽车弯道超车的机会，。依据IHSMarkit数据及预测，中国智能网联功能新车渗透率在年超过世界渗透率，到年将达到75.90%，高于全球的59.40%。

依据操作控制主体、驾驶员接管、场景限制等标准，自动驾驶分为L0-L5共6个等级，L5为完全自动驾驶，标准明晰助为智能网联汽车产业发展铺平道路。国际汽车工程师协会SAE（SocietyofAutomotiveEngineers）J标准将自动驾驶功能分成L0-L5五级，L0为人工驾驶，从L1到L5车辆接管的功能越来越多，需要人工介入的场景逐级减少，到L5实现所有场景车辆操作的完全自动驾驶。国内也针对自动驾驶推出了自己的分级标准，年3月工信部公示《汽车驾驶自动化分级》推荐；年市场监管总局、标准化管理委员会正式出台《汽车驾驶自动化分级》国家推荐标准（GB/T-），于年3月1日起正式实施。国内标准与SAE标准大体相同，不同点在于国内L0级别为应急辅助，自动驾驶系统可参与部分目标与时间探测和响应。

L2渗透率不断提升，L3即将落地。当前各大主机厂的主流智能车型大都已实现L2级别的自动驾驶功能，新车L2渗透率不断提升。麦肯锡预测，到年全球新车L2及以上等级的自动驾驶等级渗透率将从年的20%提升至67%，其中L2渗透率57%，仍将是主流自动驾驶等级。车云数据显示，我国具备L2+OTA功能的智能网联乘用车渗透率逐月提升，年8月新车销量（上险数）达,辆，渗透率从年1月的8.0%提升至21.8%。从分级标准的定义中可以看出L2到L3的提升是一道门槛。SAE标准中L3车辆将完成大部分驾驶操作，并负责周边监控任务；我国标准中L3其需要车辆进行目标时间探测与相应等大部分驾驶任务，用户在需要时完成动态驾驶任务接管。L3功能的实现对技术和安全测试的要求大幅提高，同时引发权责界定等法律问题。依据我国自主厂商的规划路线图，目前均处于L2向L3过渡的L2.5、L2.9阶段。目前我国L3及以上自动驾驶应用以试验和区域性示范为主，L4甚至完全的自动驾驶大规模应用预计短期内难以实现，需要长时间的技术积累、法规体系的完善及路侧基础设施的建设。年7月，深圳市率先立法支持L3上路，明确有驾驶人的智能网联汽车责任由驾驶人承担，无驾驶人智能网联其策划责任由车辆所有人和管理人共同承担。事故权责的明确标明L3向正式落地迈出了坚实的一步。

ADAS为当前阶段自动驾驶核心产品，市场增长潜力巨大。ADAS（AdvancedDriverAssistanceSystem/先进辅助驾驶系统功能）为目前汽车自动驾驶功能的主要产品载体，通过感知（摄像头、雷达等）、决策（芯片、算法等）、执行（线控制动、转向等）实现驾驶功能。目前ADAS产品主要为L2级别，新车装配率快速提升，市场空间增长潜力大。佐思汽研数据显示，年中国自主品牌ADAS装配量达.9万辆，同比增长69.6%，装配率达29.1%；年1-4月ADAS装配量88.7万辆，同比增长39.5%，装配率33.9%。随着ADAS及L2+自动驾驶渗透率逐渐提升，增长潜力逐步释放，预计ADAS市场仍有2-3倍增长空间。根据Statista数据，到年全球ADAS市场规模将增至.9亿美元，-年复合增长率11.40%。我国ADAS市场规模增速显著快于全球，根据中汽协数据，年我国ADAS市场规模将达到亿元，-年复合增长率21.67%。

1.2.软件和电子将成为核心竞争力，感知、传输、决策都将受益

软件和电子是汽车价值量增加的核心驱动因素之一，成本占比逐渐提升。与传统汽车相比，智能网联汽车自动驾驶、智能座舱、车联网等新功能的实现主要依靠软件算法和传感器、T-box等新的车载电子产品，其在整车成本中的占比将逐渐提升。伴随着软件定义汽车（SoftwareDefinedVehicle,SDV）及面向服务的框架（ServiceOrientedArchitecture,SOA）的提出和普及，整车的设计开发也将与传统产生较大变革。麦肯锡预测，到年全球汽车销售额将达到38,亿美元，年复合增长率3.27%；其中软件和电子电器元件市场将增至4,亿美元，年复合增长率7.02%，是整车增长率的两倍以上。到年汽车软件和电子电器占整车价值量占比也将从年的8.64%升至12.34%。

汽车软件和电子的细分市场中，ECU/DCU占比最大，动力电子增速及集成验证服务增速较快。到年动力电子市场增速最快，达到18%，年市场规模将达到约亿美元；其次为集成验证服务，增速10%，年规模亿美元。ECU/DCU仍为其中最大的细分领域，因规模化量产效应降本效应增速仅3%。ECU/DCU从结构来看比重向DCU倾斜。年ECU与DCU市场规模分别为亿美元和亿美元，二者之比约为3:1；随着域控制器的集成和发展，到年二者市场规模相当。其中自动驾驶域和座舱（信息娱乐）域向DCU转变较快。年ADAS的ECU与DCU市场空间之比为4:3，到年变为1:3；ADAS市场空间也从亿美元增至亿美元。年座舱域ECU与DCU价值之比约为6:5，到年座舱大部分价值量集中在DCU，ECU与DCU之比变为1:9。

1.3.车内通信架构作为智能网联的基础技术，升级换代需求强烈

车内通信架构是智能网联汽车核心技术之一，其连接计算功能，。智能网联汽车的通信可划分为车-车通信、车-人通信、车-云通信、车-路通信和车-云通信五类场景。其中车内通信处于中心地位，与其他场景均有数据交互。车内通信通过规划控制车内各个功能单元之间信息的传递、处理及执行，使得车内的传感器、控制器和执行器能够有机地联合在一起完成高可靠低时延的数据传输和处理。从技术层面来看，智能网联汽车核心技术包括感知技术（传感器、定位、V2X）；连接计算技术（E/E架构、计算平台）；预测决策技术（AI算法等）。EE架构相关的车内通信扮演了连接的关键角色，将传感器产生的海量数据及时可靠的传输给计算平台进行处理和决策。

2.传统车内通信网络发展回顾：重可靠性、轻传输速度

2.1.车内通信网络：汽车的神经系统、负责数据传输处理的核心部件

车内通信网络指基于CAN、LIN等传统通信技术建立的使得车内传感器、控制器与执行器(ECU)之间进行及时可靠的数据传输、处理和决策的通讯网络。在汽车行业早期，车内网络架构采用的都是点对点的通信模式。但随着汽车智能化和自动化程度加深，功能愈加丰富，单车ECU和导线数量大幅增加。传统的点对点架构下一辆车的导线长度可达数千米，节点可达上千个。一方面线束的采购和装配成本大幅增加，另一方面也加剧了对车内有限空间的消耗。

点对点通信到汽车总线，复杂度大幅降低，可靠性及可维护性大幅提升。点对点的通信模式下，动力及车身控制中的各个功能单元都要与仪表盘进行一对一连接，各动力功能单元之间也需要相互连接，线束繁多，布线复杂。以CAN为代表的总线技术问世后，动力单元可连接到一条动力CAN上接到仪表盘，车身单元连接到车身CAN上接到仪表盘，线束的数量和结构大大简化。传统点对点式的通信架构下汽车每增加一个新功能就需要对应增加一个ECU，增加电线和线束布线，并嵌入相应的硬件和软件，效率低且可操作性差。而分布式架构如CAN总线可协助车辆实现最高减重45kg公斤并节约空间。相比于点对点式的通信模式，分布式架构优势在于：1）允许紧密联系的功能部署在一个ECU上从而更简单地集成到网络上；2）损坏替换很方便；3）应用层协议和数据定义统一，任何遵循协议的供应商所生产的控制单元都可轻易添加或拆除，几乎不需要硬件和软件的修改适配，灵活性强，设计成本低。

汽车总线技术发展历史早，迭代周期长，固化传统供应链及运作模式难以适应更快的开发需求。早在年博世便提出CAN总线技术，至今其仍是应用最广的汽车总线技术，并且在进行更新迭代。年，传输速率5Mbps的CAN-FD国际ISO标准推出，年CiA（CANinAutomation）发布CiA-1规范（第三代），传输速度可达10Mbps的CANXL面世，但尚未正式通过ISO标准。LIN总线、FlexRay总线和MOST总线的最初标准分别于年、年、年相继提出，相关公司或联盟的建立均在2年之前。对于彼时的汽车而言，这些总线技术已基本能满足车内通信需求，因此一直沿用至今，技术进步和迭代速度并不快，直到最近在智能网联汽车对车内通信需求大幅提升的冲击下，CAN总线的迭代速度才有所加快。

车内不同场景应用不同的总线技术以满足带宽与成本的平衡。自总线技术出现以来，各大汽车厂商及零部件供应商曾开发过种类繁多的通信协议。SAE依据传输速度和用途将汽车网络划分为四个等级，一个典型的车内网络会同时应用多种总线技术以针对功能、安全需求不同的场景，保证可靠性的同时做到成本控制。以奥迪A6的车内网络架构为例，其发动机及动力相关功能接到动力CAN总线上、车门、座椅等功能连到舒适CAN总线上，音视频单元则使用MOST总线进行连接，各类型总线之间通过总线数据诊断接口/网关进行连接。

车身、动力等功能中CAN、LIN总线应用最广，数据传输需求大的音视频则采用MOST总线。汽车中大部分车身控制及舒适功能（如车门、车窗、座椅、空调等）对于实时性、传输速率的要求不高，可采用低速CAN、LIN等传输速度不高但可靠性强、成本低廉的总线；动力、辅助驾驶相关的功能安全等级要求和可靠性、实时性要求更高，采用更高速率并具备高可靠性的高速CAN、FlexRay总线；而音视频娱乐功能对于传输速率的要求最高，采用专门用于音视频传输的高带宽MOST总线。此外各大总线通过中央网关进行数据交互传输。CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线是截至目前应用最广的传统总线技术。

2.2.CAN总线：可靠性为王

1）CAN总线简介：CAN(ControllerAreaNetwork/控制器局域网络总线)是德国博世（BOSCH）公司在年开发的一种串行数据通信协议，用于解决汽车中控制与测试之间的数据交换问题。CAN总线支持分布式控制和实时控制，通过拓扑方式连接控制单元形成一个完整系统，在应用中主要用于解决不同系统之间的通信问题，依据传输速度不同可以分为动力/高速CAN(1Mbps，ISO)和舒适/低速CAN(kbps，ISO)。2）CAN总线结构：ECU需要CAN接口才能参与CAN通信，CAN接口由CAN控制器和CAN收发器组成。CAN控制器执行CAN协议规定的通信功能，可以大大减轻主机负担；CAN收发器负责将CAN控制器连接到物理传输介质即双绞线上。

3）CAN总线竞争与仲裁机制：CAN报文数据帧包括帧起始、仲裁段、控制段、数据段、校验段、应达段和帧结束段七个部分，完成信息识别、仲裁到校验、应答的完整传递过程。当多个节点竞争CAN总线的使用权时，通过仲裁段确定信息传递的先后与优先级。仲裁采用“线与”机制即10=0：只要总线上有一个节点将总线拉到低电平（逻辑0）即显性状态，总线就为低电平（逻辑0）即显性状态。而只有所有节点都为高（隐性），总线才为高，即隐性。即报文的ID值越小，优先级越高，仲裁失败的报文进入“只听”模式。4）CAN总线通信方式：CAN采用多主通信方式，数据以广播形式发送。所有节点都可以自主发送和接收其他节点的信息，CAN控制器大多具有根据ID过滤报文的功能。但因此CAN总线负载率需控制在70%以下，否则低优先级ID的报文发送会产生严重的延时。因此虽然理论上CAN总线最多可以连接个节点，实际应用中远远达不到这个数量。

5）CANFDCANXL：年Bosch发布了CANFD（FlexibleData-rate）的方案以应对车辆控制器数量和通信数据激增产升的新需求。CANFD优化了通信带宽和有效数据长度，使得CANFD的通信速率可达到5Mbps。主要原理为：A.增加报文中有效数据占比，将数据域从8比特提升至最大64比特，使得报文中有效数据占比显著提升。B.增加总线传输速率。报文起始时采用Kbps，数据区间采用2Mbps。而CANXL数据段支持最大字节的数据段，数据段传输速度可高达10Mbps，使得传输速率进一步大幅提升。

2.3.LIN总线：低成本覆盖低速场景

1）LIN总线简介：LIN（LocalInterconnectNetwork/局部互联网络）协会于年由5家整车厂（奥迪、宝马、戴姆勒、沃尔沃、大众）、1家半导体制造商（摩托罗拉）、1家工具提供商（MentorGraphics）成立。LIN总线为其所制定的针对低速网络的低成本网络解决方案（20Kbps）,主要用于解决一个系统内的通信问题，应用于车窗、车门、座椅等对实时性和传输速度要求不高但成本敏感的领域，从而与CAN总线形传输速度和成本上的互补。2）LIN总线结构：一个LIN节点主要由微控制器和LIN收发器组成，微控制器通过UART/SCI接口与LIN收发器连接，而几乎所有微控制器都具备UART/SCI接口，因此LIN节点并不需要专用的控制器，从而大大降低了成本。LIN总线网络由一个主节点、一个或多个从节点以及一条单线组成。

3）LIN总线通信方式：LIN总线所有节点都包含一个从任务（SlaveTask），负责消息的发送和接收，主节点则还包含一个主任务（MasterTask），负责通信的启动。通信时主任务发送报头，携带动作命令的信息，从任务提供响应信息补充报头形成完整的报文。报文内容和CAN类似，由ID定义，且同样采用广播方式，所有节点都能够接收和响应总线上的帧信息。在车辆设计阶段LIN总线上的通信调度优先级会预先确定好，该调度表由“LIN描述文件”发送到所有的LIN节点。

4）LIN总线优劣势：LIN总线采用单线传输、硅片中硬件或软件的实现成本低、无需在从属节点中使用石英或陶瓷谐振器从而成本大大低于CAN总线。但低成本的软硬件也限制了极低的传输速率。此外LIN总线的单宿主总线访问方法存在局限，一旦主节点出现问题，整个LIN网络将会瘫痪。

2.4.FlexRay总线：较高速度高容错、较灵活拓扑结构

1）FlexRay总线简介：2年奥迪、大众、宝马、戴姆勒、通用汽车等主机厂和博世、飞思卡尔、恩智浦等供应商成立FlexRay联盟，旨在开发一种独立于OEM的通用性强、确定性和容错率高的FlexRay通信标准，联盟成员无需支付许可费就可直接使用该标准。2）FlexRay总线拓扑方式：FlexRay总线有两组独立的物理通信线路，每组信道传输速率可达10Mbps。两组信道既可可同时使用，也可只选一组，另一组作为冗余备份，使得消息传输具有容错能力。FlexRay有多种拓扑结构，可以采用类似CAN总线的线型结构，也可以使用星形拓扑结构，且两个通道可以采用不同的拓扑结构，如一个通道采用星型拓扑结果，另一个通道采用总线型拓扑结构，拓扑方式十分灵活。

3）FlexRay通信方式：FlexRay总线采用周期通信的方式，一个周期由静态部分、动态部分、符号窗口和网络空闲段共四部分组成。其中静态部分和动态部分用于传输数据，特征窗用于表示周期开始、测试、唤醒网络等，网络空闲段用于同步本地时钟。静态部分采用时分多址TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）的数据传输方式，不同ID报文帧信息的传输如同定时出发的列车、航班，有具体的时刻表安排，总线通信规律性和可预测性强。动态部分则采用柔性时分多址FTDMA（FlexibleTimeDivisionMultipleAccess），会轮流问询每个节点是否有发送消息的需求。静态部分用于发送需要经常性发送的重要性高的数据，动态部分用于发送使用频率不确定、相对不重要的数据。整体来看，FlexRay总线以时间触发为主、兼顾事件触发，适合用于对安全性和实时性要求高的领域，如线控底盘和线控转向的通信：电子动力转向系统（EPS）、电子稳定控制系统（ESC）、主动悬架系统（AS）和发动机管理系统（EMS）。

2.5.MOST总线：光纤传输、专精多媒体

1）MOST总线简介：MOST（MediaOrientedSystemsTransport/面向媒体的系统传输）传输介质为光纤（有塑料保护罩、1mm内芯的聚甲基丙烯酸甲酯纤维），采用nm的LED发射器，数据以50Mbaud、双相编码的方式发送，MOST25的最高数据速率为24.8Mbit/s。与采用铜线的总线技术相比，光纤网络不会受到电磁辐射干扰与影响，抗干扰能力强。2）MOST总线拓扑结构：MOST可采用多种拓扑结构，如星形和环形，目前大都采用环形布局，允许共享多个发送和接收器的数据，一个网络中最多可以有64个结点。接通电源后MOST网络中的所有结点就会同时全部激活。

3）MOST总线通信方式：MOST25总线数据传输使用kbit的帧和16个帧块，帧重复率为44.1kHz（数字式音频装置的传送频率为44.1kHz）。除前导码和其他内部管理位，每个帧包含同步、异步和控制数据。其中同步数据用于实时传送音视频信号等流动型数据；异步数据用于传送访问网络及数据库的数据包；控制数据用于传送控制报文及控制整个网络的数据。

2.6.传统汽车总线架构：技术成熟成本低但智能网联趋势下可拓展性低

CAN、LIN传统总线短期内难以被替代。目前CAN总线及LIN总线仍是应用最广、最成熟的ECU总线通信方式。由于成本低廉、架构简单且主要用于对于传输速度相对不敏感的领域，短时间内CAN、LIN总线仍将是车内主流的通信架构，难以出现完美的替代产品。总线架构下随着汽车产销及车内ECU数量的不断增加，CAN、LIN节点数仍会保持增加态势。

传统总线技术成本低廉且方便快捷。总线技术上个世纪80年代问世以来已经经过了30余年的发展与应用，与汽车产业链深度耦合，其可靠性和可实施性已得到充分验证。在汽车中采用分布式控制可以最大程度地利用已有的软硬件资源和成熟的技术方案，短期内可以有效地降低研发成本并缩短开发周期。智能网联汽车发展趋势下单车ECU数量飞涨使得传统总线技术的集成复杂度增加，开发难度加大。分布式总线架构会随着汽车ECU数量的增加而愈加复杂，集成验证更加困难，对OEM的技术能力要求进一步提升。一个复杂功能如代客泊车的实现，需要多个控制器全部开发完成后进行验证，其中任意一个控制器出现问题，就可能导致整个功能全部失效。分布式架构下各个物理子系统之间的相互协作关系十分复杂，各个系统之间需求的平衡以及系统集成的难度很大，使得开发成本增加。

3.汽车电子电器架构（EEA）演化：高速、大算力为刚需

3.1.传统分布式架构已经无法满足未来的车内通信需求

3.1.1.车内有限空间下传统架构复杂度高、可扩展性低

汽车内架构及线束随着功能的拓展越来越复杂。一方面空调、车机及部分监管要求导致的功能增加和机械到电子的发展趋势使得线缆、连接器等用量成倍增长；另一方面，新能源和智能网联的新浪潮也催生了新的复杂度。各国政策对于节能减排的指引和对新能源汽车的大力推动对车内架构提出了新的需求，如用于电动车三电系统的高压连接器。此外，自动驾驶及车联网的功能也使得车内的数据传输量大幅提升。传统功能的电气化叠加新需求的出现使得车内架构和线束复杂度达到历史高峰，在车内有限空间的制约下，原有架构亟需改变以满足智能网联汽车发展需求。

分布式架构的低可变性、低拓展性不再适应功能越来越丰富的汽车的快速迭代需求。智能网联汽车的功能相比传统汽车大幅增长，若采用传统分布式总线架构，不仅需要配置更多的ECU和线束，还意味着更少的物理自由度、更低的架构可变性及可拓展性。例如，在传统分布式架构下，一辆高配汽车拥有超过一百个ECU，同时需要执行大约两亿行代码。这无法满足现代汽车稳定快速增长的软件功能迭代需求，传统总线已经不适合未来预期的ECU数据传输和通信。

未来的车内通信需要从硬件和软件两个维度上降低复杂度，硬件集成及软件平台厂商将受益。硬件层面，通过域集中-区域集中-中央集中的电子电器架构演化减少ECU的数量及线束的长度及重量；软件层面，一方面ECU的集成可显著减少适配硬件开发的软件版本数量，降低开发难度、缩短研发周期，从而提升软件开发的敏捷性；另一方面，集成的域控制器、中央计算平台以及OTA功能等的代码开发量和开发难度相比传统ECU显著提升，需要专业化的开发平台和工具链以提升开发效率，对Tier1或者主机厂的软件开发投入要求增加。

3.1.2.传感器增加以及OTA功能对于传输速度的需求大幅上涨

智能网联汽车感知系统数据和OTA数据传输速率需求大幅提升。自动驾驶传感器速率传输需求或将超过3Mbps。自动驾驶等级的提升要求环境感知能力同步增强，也意味着需要配置更多的传感器，目前市面上领先的自动驾驶车型理想L9、小鹏G9、蔚来ES7等的激光雷达、毫米波雷达、摄像头、超声波雷达、高精度定位等传感器装配数均超过30个，车内通信数据传输要求大幅提升。麦肯锡预测，未来自动驾驶汽车整车的数据传输量将达到4TB/h，传统总线技术如CAN、MOST等远远无法满足需求。汽车OTA功能也要求高速率的车内通信。OTA技术指提供远程为汽车的软件甚至硬件提供在线升级，它具备可快速迭代新功能、节省成本（厂商召回成本+用户时间成本）的优势，已成为高端智能网联车型的标配。要达到对超过一百个ECU的车内软硬件系统快速刷写需要车内通信网络支持大数据量的传输。

3.2.域集中到中央集中，集成度不断增加下传输及算力要求同步提高

车内通信架构呈现分布式-域集中-区域集中-中央/车辆集中的发展趋势。博世将电子电器架构发展划分为分布式-域集中-车辆集中三个阶段。年来智能化和网联化新需求催生电子电器架构不断创新，年区域控制将普及。相比传统的分布式总线架构，未来的汽车EE架构将由数量更少但功能更多更强、集成度更高的ECU/DCU组成，降低架构复杂度并提升可拓展性，目前领先的已量产主流车型已达到域集中的架构。域集中指将功能相近的ECU集成到一个域控制器（DCU/DomainControlUnit）上进行控制。目前在汽车行业得到广泛认同的五域划分为：辅助及自动驾驶域、信息娱乐（显示、娱乐和信息系统）域、车身舒适域、底盘连接域以及动力总成（推进和废气处理）域，但主机厂依据自己的选择可选择划分为3个域、4个域。随着自动驾驶等级的提升和功能的增加，车内架构将进一步演化，域与域之间会进一步融合，计算资源将被集中到中央计算平台上，功能域被按空间划分的区域代替。EEA最终的形态是云化，在满足低时延、高传输速度和高可靠性的条件下将功能服务放到云端运行。

域集中架构将功能相近的ECU集成到域控制器(DCU)，可减少ECU和线束数量，更加具有成本效率。分布式架构下，一家大型汽车OEM的支持三种不同引擎的发动机控制器软件可能会有个软件/校准版本；而在集中式或面向域的体系结构下，由域控制器托管控制器功能的主要部分，以及一个非常简单的智能执行器，仅需要捕获硬件可变性（不同引擎之间的差异和底层硬件平台之间的差异），就能够使得域控制器的版本数减少到72个，智能执行器的版本减少到3个，总软件版本数量减少到75个。

DCU/ZCU的集成对于通信带宽也提出了更高的要求。ECU集成为DCU/ZCU意味着将从前多个ECU所需处理的数据交给一个控制器处理，对算力和传输速率要求提升，自动驾驶也需要每时每刻感知外部环境并传输图像、点云等数据，整体对于车内通信速率的要求大幅提升。据麦肯锡估计，未来自动驾驶汽车中会达到4TB/h的数据传输。传统总线技术中，目前最大带宽的MOST也只能支持Mbps的数据传输速度，远远达不到自动驾驶的数据吞吐要求。对车厂而言，集中式/集成式的架构相比分布式架构在技术实现上更有难度，但可拓展性强，发展前景更好。集中式的架构下功能更强大的域控制器、区域控制器技术含量更高、软硬件要求都有较大提升；同时也会使得车内网络更加简单，让车厂能够以较小的成本实现客户越来越多的功能需求。

3.3.主机厂域集中架构一览：特斯拉遥遥领先，小鹏走在国内前列

特斯拉区域集中架构走在行业前列。在汽车架构方面特斯拉领先优势明显，其Model3车型跳过域融合阶段，采用区域集中架构。从ModelS到ModelX，整车架构变化并不明显，均是比较典型的基于功能域划分的结构：车身域、动力域、底盘域等，各个功能的ECU分别通过CAN总线接到中控显示屏上。区别是在ModelX上特斯拉加强了部分模块的集成性，增加了FalconCAN/ThermalCan的使用，将车门和热管理相关功能划分出来接到单独的CAN总线上。

沃尔沃：从域控架构到区域控制的经典案例。沃尔沃SPA1.0（第一代可扩展模块架构）为经典域集中架构，该域控架构年投产，共有信息娱乐域、车身控制域、主动安全域和底盘动力域四个域；主干网FlexRay和以太网，其中以太网主要用于诊断功能，此外还应用有CAN、LIN、MOST等总线；虽然SPA1.0采用域集中架构进行了一定的集成，但整车ECU数量仍高达一百多个，复杂度和线束成本仍然较高。其与安波福联合开发的SPA2.0架构，以太网替换FlexRay作为主干网，以中央计算平台VCU为核心，将域控制器和大量需要计算的ECU集成到中央计算平台，网关、配电、机电控制ECU等集成到区控制器，大大减少ECU数目。搭载SPA2.0的纯电型XC90车型预计年落地。

传统主机厂均虽具体集成功能有所差别，但均在尝试由分布式向域集中、区域集中架构的转变。传统主机厂均基于现有架构进一步开发面向区域的架构，如宝马、大众、上汽、长城等。上汽零束全栈3.0方案采用2个HPC+4个区域控制器的架构，区域与HPC间用以太网进行连接。大众采用大陆的ICASHPC域控的架构已经量产，目前已实现车身（ICAS1）和信息娱乐（ICAS3）的集成，ICAS1和ICAS3可通过以太网或CAN总线连接，自动驾驶（ICAS2）的进展相对较迟缓。宝马目前架构，四个功能域之间已实现以太网的应用，下一代中央计算+区域控制的架构中以太网应用更广，一些ECU与Zonal的连接也会从CAN变为10BaseT1S。奥迪架构方案为2个中央计算平台+7个Domain。

理想L9采用域控制器架构，年新车型或采用中央计算平台架构。理想汽车电子电器架构为三个车型三个架构的战略：理想One采用LEEA1.0传统分布式架构；L9采用LEEA2.0域控制器架构，年新车型为LEEA3.0中央计算平台架构。LEEA1.0架构下，各个ECU分别通过CAN、LIN等总线连接到网关上，自动驾驶和智能座舱则分别由ADAS控制器和智能座舱控制器负责，但并未进一步集成。LEEA2.0域控制器架构在1.0的基础上将功能进一步集成为三大域控制器：中央域控制器XCU、自动驾驶域控制器FSD和智能座舱域控制器HU。其中XCU全自研，集成了VCU、EGW、BCM、BMS等传统功能，已有中央计算平台雏形，便于进一步迭代。FSD采用Orin芯片，供应商为德赛西威。下一代中央计算平台架构则将车控、智驾、座舱三大功能融合，CCU通过PCIeSwitch和TSNSwith实现各SoC的互联以及与四个区域控制器之间的连接。

理想L9域控架构已搭载TSN，3.0架构以太网应用将更加广泛。TSN（时间敏感网络）是车载以太网的一种，理想L9采用的域控制器架构中，其中央域控、自动驾驶域控及座舱域控之间的通信连接均采用TSN以太网，保证了高传输速度下的低时延和可靠性。L9中以太网用于连接中央计算单元（即XCU）、智驾和座舱三个域控制器，而CCU架构则用于连接四个区域控制器和中央计算平台，同时区域控制器下也有可能采用以太网，以太网用量将进一步提升。

蔚来电子电器架构演化稳扎稳打，新一代平台仍为功能域集中架构。蔚来最早的车内架构为底盘域+车身域+信息娱乐域+动力域+自动驾驶域的五大功能域架构。后续架构进行了改进升级，如ES8的互联中央网关CGW+中央显示控制单元CDC+自动驾驶域控制器ADC，域控采用芯片为英伟达的Xavier。采用新一代平台的ET7、ET5和ES7，蔚来应用了自主研发的智能底盘域控制器ICC(IntelligentChassisController)，仍为功能域集中控制器架构，暂未发展到中央超算+区域控制的阶段。但其集成性和功能性则进一步提升，新一代自动驾驶域控制器ADAM超算平台搭载4颗英伟达Orin芯片，算力高达TOPS，是目前算力最高的自动驾驶域控制器之一。

总结各大厂商架构方案，域控架构向中央计算+区域控制已成为大趋势，域控制器和以太网的应用成为新增量。目前主机厂大多已有功能域集中架构量产车型，在功能需求不断增加和SOA提升开发敏捷性的需求催动下，针对拓展性更好、线束成本更低的中央计算+域控制器架构研发均在进行中；从功能域到区域+中央计算平台，域控制器的集成度要求也越来越高。从节奏而言，新势力厂商架构演化更加迅速，其中小鹏已经实现XEEA3.0架构车型G9即将量产；传统主机厂则相对迟缓。但在整体的演变趋势确定，一方面，短期内功能域控制器受益现有车型放量需求将高增，长期功能域控将向区域控制、中央计算平台的方向演化；另一方面，中央计算+域控的架构下要支持更大的数据传输，以太网的渗透将会逐步加深。

3.4.域集中趋势下智驾域和座舱域控制器作为核心零部件将快速放量

自动驾驶域和座舱域控制器将是域集中架构下的核心零部件，是汽车实现个性化差异化的重要载体之一。域控制器将作为域集中架构下汽车的运算和决策中心，将芯片、软件操作系统、中间件、应用算法等多个层次的软硬件集成，同时兼容以太网、CAN总线等多类型接口，支持OTA，是保证车内大数据量通信、实现智能网联化的核心零部件。在目前的域集中架构中，座舱域和自动驾驶域进行的数据传输和处理最多，且座舱网联娱乐和自动驾驶功能最贴近消费者，其定制化、差异化最明显，更具商业价值。相比之下，动力、底盘和车身域的控制器，由于ECU数量众多、分布散落在车身各处、功能安全需求不同等因素集成难度较高，且消费者无法直接感知到，目前进展相对较为缓慢。

受益智能网联汽车自动驾驶及座舱功能的不断增加，智驾域及座舱控制器市场未来几年将迎来快速放量。Researchgate预计，年至年间集成座舱和自动驾驶DCU的产数量年均增长率为50.7%。盖世汽车测算，到年，中国乘用车自动驾驶域控制器出货量将达到万套，-年年均复合增长率70.48%；座舱域控制器出货量将达到万套，-年年均复合增长率52.99%。随着汽车电子电器架构从分布式向域控架构、中央计算平台架构转变，一方面，采用域控制器的车型将越来越多，另一方面随着L3及更高级别自动驾驶渗透率的逐步提升，域控的技术要求和价值量将增长；长期来看集成域控将迎来量价齐升的发展阶段。

3.5.车规级高算力AI芯片决定自动驾驶发展上限，

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