（報告出品方/作者：東北證券，史博文、劉雲坤）

1. 車內通信架構變革是智能網聯汽車進一步發展的必經之路

1.1. 政策+需求催動下智能網聯汽車前景明確、空間廣闊

新四化指引汽車未來發展方向，智能化、網聯化方興未艾。以特斯拉爲代表的新勢 力車企給傳統汽車行業帶來了全新的開發理念和技術，未來汽車作爲手機之後另一 大移動終端，對自動駕駛和網聯功能的需求已成產業共識。汽車新四化（網聯化、 智能化、電動化、共享化）趨勢中，電動化和共享化的產業鏈和商業模式已較爲成 熟，而智能化（自動駕駛）和網聯化（車聯網）能夠爲用戶提供個性化和更舒適的 駕駛及娛樂體驗，是車企在行業發展新浪潮中體現品牌區分度的重要抓手。智能化 和網聯化技術對技術和產業鏈的要求高，目前尚在發展初期，如自動駕駛系統感知 方案和電子電器架構仍處於應用與探索並行的階段。

政策文件指引頻出，規範標準不斷細化，加速推動智能網聯汽車發展進程。針對智 能網聯汽車產業，我國政府先後指定出臺多項政策規範、指導意見等，從短期、中 期和長期促進智能網聯汽車產業標準體系建設和技術應用發展。2018 年 12 月，工 信部發布《車聯網（智能網聯汽車）產業發展行動計劃》，目標 2020 年車聯網滲透 率達到30%、新車L2 搭載率達到30%、聯網車載信息服務終端新車裝配率達到60%； 且技術體系可以支撐 L3。2020 年 2 月，十一部委聯發《智能汽車創新發展戰略》， 提出智能汽車產業發展戰略目標，2025 年 L3 可規模化量產，L4 於特定場景下應用； 2020 年 11 月，發佈《智能網聯汽車技術路線圖 2.0》，目標 L2、L3 級智能網聯新車 佔比於 2025 年達到 50%；2030 年超過 70%；2025 年 C-V2X 滲透率達到 50%，2030 年基本普及。

新四化需求及政府助力催動智能網聯汽車出貨量快速提升，中國速度快於全球。需 求推動下，全球智能網聯汽車出貨量和滲透率快速提升。IDC 預測，2024 年全球搭載智能網聯繫統的新車出貨量將達到 7620 萬輛，智能網聯繫統搭載率將達 71%， 2020-2024 年年複合增長率 14.5%。中國智能網聯汽車增速和滲透率均高於全球， IDC 預測到 2025 年中國智能網聯汽車出貨量將從 2021 年的 1370 萬輛增至 2490 萬 輛，智能網聯繫統裝配率將達到 83%，2021-2025 年年複合增長率 16.1%。

智能網聯汽車相關產業規模快速成長，2026 年中國智能網聯汽車市場規模近 6000 億元。Business Research 預測到 2026 年，包含乘用車、Robo-Taxi、共享汽車、車路 協同等所有相關應用及服務的全球自動駕駛汽車產業鏈市場規模將從 2021 年的 8202.9 億美元增至 14754.7 億美元，年複合增長率 12.5%。前瞻產業研究院預測， 2026 年中國智能網聯汽車產業規模將達到 5859 億元，2016-2026 年年複合增長率達 到 22.15%。

中國智能網聯汽車發展速度位居世界前列，相關產業鏈有望率先受益。中國受益國 家政策大力支持及新勢力廠商如特斯拉、小鵬、蔚來、理想等的鯰魚效應，發展進 度高於全球平均水平，此外新能源汽車快速發展給了我國汽車彎道超車的機會，。依 據 IHS Markit 數據及預測，中國智能網聯功能新車滲透率在 2020 年超過世界滲透 率，到 2025 年將達到 75.90%，高於全球的 59.40%。

依據操作控制主體、駕駛員接管、場景限制等標準，自動駕駛分爲 L0-L5 共 6 個等 級，L5 爲完全自動駕駛，標準明晰助爲智能網聯汽車產業發展鋪平道路。國際汽車 工程師協會 SAE（Society of Automotive Engineers）J3016 標準將自動駕駛功能分成 L0-L5 五級，L0 爲人工駕駛，從 L1 到 L5 車輛接管的功能越來越多，需要人工介入 的場景逐級減少，到 L5 實現所有場景車輛操作的完全自動駕駛。國內也針對自動 駕駛推出了自己的分級標準，2020 年 3 月工信部公示《汽車駕駛自動化分級》推薦； 2021 年市場監管總局、標準化管理委員會正式出臺《汽車駕駛自動化分級》國家推 薦標準（GB/T 40429-2021），於 2022 年 3 月 1 日起正式實施。國內標準與 SAE 標 準大體相同，不同點在於國內 L0 級別爲應急輔助，自動駕駛系統可參與部分目標 與時間探測和響應。

L2 滲透率不斷提升，L3 即將落地。當前各大主機廠的主流智能車型大都已實現 L2 級別的自動駕駛功能，新車 L2 滲透率不斷提升。麥肯錫預測，到 2030 年全球新車 L2 及以上等級的自動駕駛等級滲透率將從 2021 年的 20%提升至 67%，其中 L2 滲 透率 57%，仍將是主流自動駕駛等級。車雲數據顯示，我國具備 L2+OTA 功能的智 能網聯乘用車滲透率逐月提升，2022 年 8 月新車銷量（上險數）達 415,208 輛，滲 透率從 2021 年 1 月的 8.0%提升至 21.8%。從分級標準的定義中可以看出 L2 到 L3 的提升是一道門檻。SAE 標準中 L3 車輛將完成大部分駕駛操作，並負責周邊監控 任務；我國標準中 L3 其需要車輛進行目標時間探測與相應等大部分駕駛任務，用 戶在需要時完成動態駕駛任務接管。L3 功能的實現對技術和安全測試的要求大幅提 高，同時引發權責界定等法律問題。依據我國自主廠商的規劃路線圖，目前均處於 L2 向 L3 過渡的 L2.5、L2.9 階段。目前我國 L3 及以上自動駕駛應用以試驗和區域 性示範爲主，L4 甚至完全的自動駕駛大規模應用預計短期內難以實現，需要長時間 的技術積累、法規體系的完善及路側基礎設施的建設。2022 年 7 月，深圳市率先立 法支持 L3 上路，明確有駕駛人的智能網聯汽車責任由駕駛人承擔，無駕駛人智能 網聯其策劃責任由車輛所有人和管理人共同承擔。事故權責的明確標明 L3 向正式 落地邁出了堅實的一步。

ADAS 爲當前階段自動駕駛核心產品，市場增長潛力巨大。ADAS（Advanced Driver Assistance System/先進輔助駕駛系統功能）爲目前汽車自動駕駛功能的主要產品載 體，通過感知（攝像頭、雷達等）、決策（芯片、算法等）、執行（線控制動、轉向 等）實現駕駛功能。目前 ADAS 產品主要爲 L2 級別，新車裝配率快速提升，市場 空間增長潛力大。佐思汽研數據顯示，2021 年中國自主品牌 ADAS 裝配量達 248.9 萬輛，同比增長 69.6%，裝配率達 29.1%；2022 年 1-4 月 ADAS 裝配量 88.7 萬輛， 同比增長 39.5%，裝配率 33.9%。隨着 ADAS 及 L2+自動駕駛滲透率逐漸提升，增 長潛力逐步釋放，預計 ADAS 市場仍有 2-3 倍增長空間。根據 Statista 數據，到 2028 年全球 ADAS 市場規模將增至 585.9 億美元，2021-2028 年複合增長率 11.40%。我 國 ADAS 市場規模增速顯著快於全球，根據中汽協數據，2025 年我國 ADAS 市場 規模將達到 2250 億元，2020-2025 年複合增長率 21.67%。

1.2. 軟件和電子將成爲核心競爭力，感知、傳輸、決策都將受益

軟件和電子是汽車價值量增加的核心驅動因素之一，成本佔比逐漸提升。與傳統汽 車相比，智能網聯汽車自動駕駛、智能座艙、車聯網等新功能的實現主要依靠軟件 算法和傳感器、T-box 等新的車載電子產品，其在整車成本中的佔比將逐漸提升。伴 隨着軟件定義汽車（Software Defined Vehicle, SDV）及面向服務的框架（Service Oriented Architecture, SOA）的提出和普及，整車的設計開發也將與傳統產生較大變 革。麥肯錫預測，到 2030 年全球汽車銷售額將達到 38,000 億美元，年複合增長率3.27%；其中軟件和電子電器元件市場將增至 4,690 億美元，年複合增長率 7.02%， 是整車增長率的兩倍以上。到 2030 年汽車軟件和電子電器佔整車價值量佔比也將 從 2020 年的 8.64%升至 12.34%。

汽車軟件和電子的細分市場中，ECU/DCU 佔比最大，動力電子增速及集成驗證服 務增速較快。2019 到 2030 年動力電子市場增速最快，達到 18%，2030 年市場規模 將達到約 700 億美元；其次爲集成驗證服務，增速 10%，2030 年規模 320 億美元。 ECU/DCU 仍爲其中最大的細分領域，因規模化量產效應降本效應增速僅 3%。 ECU/DCU 從結構來看比重向 DCU 傾斜。2025 年 ECU 與 DCU 市場規模分別爲 760 億美元和 210 億美元，二者之比約爲 3:1；隨着域控制器的集成和發展，到 2030 年 二者市場規模相當。其中自動駕駛域和座艙（信息娛樂）域向 DCU 轉變較快。2025 年 ADAS 的 ECU 與 DCU 市場空間之比爲 4:3，到 2030 年變爲 1:3；ADAS 市場空 間也從 350 億美元增至 560 億美元。2025 年座艙域 ECU 與 DCU 價值之比約爲 6:5， 到 2030 年座艙大部分價值量集中在 DCU，ECU 與 DCU 之比變爲 1:9。

1.3. 車內通信架構作爲智能網聯的基礎技術，升級換代需求強烈

車內通信架構是智能網聯汽車核心技術之一，其連接計算功能，。智能網聯汽車的通 信可劃分爲車-車通信、車-人通信、車-雲通信、車-路通信和車-雲通信五類場景。其 中車內通信處於中心地位，與其他場景均有數據交互。車內通信通過規劃控制車內 各個功能單元之間信息的傳遞、處理及執行，使得車內的傳感器、控制器和執行器 能夠有機地聯合在一起完成高可靠低時延的數據傳輸和處理。從技術層面來看，智 能網聯汽車核心技術包括感知技術（傳感器、定位、V2X）；連接計算技術（E/E 架 構、計算平臺）；預測決策技術（AI 算法等）。EE 架構相關的車內通信扮演了連接 的關鍵角色，將傳感器產生的海量數據及時可靠的傳輸給計算平臺進行處理和決策。

2. 傳統車內通信網絡發展回顧：重可靠性、輕傳輸速度

2.1. 車內通信網絡：汽車的神經系統、負責數據傳輸處理的核心部件

車內通信網絡指基於 CAN、LIN 等傳統通信技術建立的使得車內傳感器、控制器 與執行器(ECU)之間進行及時可靠的數據傳輸、處理和決策的通訊網絡。在汽車行 業早期，車內網絡架構採用的都是點對點的通信模式。但隨着汽車智能化和自動化 程度加深，功能愈加豐富，單車 ECU 和導線數量大幅增加。傳統的點對點架構下一 輛車的導線長度可達數千米，節點可達上千個。一方面線束的採購和裝配成本大幅 增加，另一方面也加劇了對車內有限空間的消耗。

點對點通信到汽車總線，複雜度大幅降低，可靠性及可維護性大幅提升。點對點的 通信模式下，動力及車身控制中的各個功能單元都要與儀表盤進行一對一連接，各 動力功能單元之間也需要相互連接，線束繁多，佈線複雜。以 CAN 爲代表的總線技 術問世後，動力單元可連接到一條動力 CAN 上接到儀表盤，車身單元連接到車身 CAN 上接到儀表盤，線束的數量和結構大大簡化。傳統點對點式的通信架構下汽車 每增加一個新功能就需要對應增加一個 ECU，增加電線和線束佈線，並嵌入相應的 硬件和軟件，效率低且可操作性差。而分佈式架構如 CAN 總線可協助車輛實現最 高減重 45kg 公斤並節約空間。相比於點對點式的通信模式，分佈式架構優勢在於： 1）允許緊密聯繫的功能部署在一個 ECU 上從而更簡單地集成到網絡上；2）損壞替 換很方便；3）應用層協議和數據定義統一，任何遵循協議的供應商所生產的控制單 元都可輕易添加或拆除，幾乎不需要硬件和軟件的修改適配，靈活性強，設計成本 低。

汽車總線技術發展歷史早，迭代週期長，固化傳統供應鏈及運作模式難以適應更 快的開發需求。早在 1986 年博世便提出 CAN 總線技術，至今其仍是應用最廣的 汽車總線技術，並且在進行更新迭代。2015 年，傳輸速率 5Mbps 的 CAN-FD 國際ISO 標準推出，2021 年 CiA（CAN in Automation）發佈 CiA 610-1 規範（第三 代），傳輸速度可達 10Mbps 的 CAN XL 面世，但尚未正式通過 ISO 標準。LIN 總 線、FlexRay 總線和 MOST 總線的最初標準分別於 1999 年、2005 年、2006 年相繼 提出，相關公司或聯盟的建立均在 2000 年之前。對於彼時的汽車而言，這些總線 技術已基本能滿足車內通信需求，因此一直沿用至今，技術進步和迭代速度並不 快，直到最近在智能網聯汽車對車內通信需求大幅提升的衝擊下，CAN 總線的迭 代速度纔有所加快。

車內不同場景應用不同的總線技術以滿足帶寬與成本的平衡。自總線技術出現以來， 各大汽車廠商及零部件供應商曾開發過種類繁多的通信協議。SAE 依據傳輸速度和 用途將汽車網絡劃分爲四個等級，一個典型的車內網絡會同時應用多種總線技術以 針對功能、安全需求不同的場景，保證可靠性的同時做到成本控制。以奧迪 A6 的 車內網絡架構爲例，其發動機及動力相關功能接到動力 CAN 總線上、車門、座椅等 功能連到舒適 CAN 總線上，音視頻單元則使用 MOST 總線進行連接，各類型總線 之間通過總線數據診斷接口/網關進行連接。

車身、動力等功能中 CAN、LIN 總線應用最廣，數據傳輸需求大的音視頻則採用 MOST 總線。汽車中大部分車身控制及舒適功能（如車門、車窗、座椅、空調 等）對於實時性、傳輸速率的要求不高，可採用低速 CAN、LIN 等傳輸速度不高 但可靠性強、成本低廉的總線；動力、輔助駕駛相關的功能安全等級要求和可靠 性、實時性要求更高，採用更高速率並具備高可靠性的高速 CAN、FlexRay 總 線；而音視頻娛樂功能對於傳輸速率的要求最高，採用專門用於音視頻傳輸的高 帶寬 MOST 總線。此外各大總線通過中央網關進行數據交互傳輸。CAN 總線、 LIN 總線、FlexRay 總線和 MOST 總線是截至目前應用最廣的傳統總線技術。

2.2. CAN 總線：可靠性爲王

1）CAN 總線簡介：CAN(Controller Area Network/控制器局域網絡總線)是德國博世 （BOSCH）公司在 1986 年開發的一種串行數據通信協議，用於解決汽車中控制與 測試之間的數據交換問題。CAN 總線支持分佈式控制和實時控制，通過拓撲方式連 接控制單元形成一個完整系統，在應用中主要用於解決不同系統之間的通信問題， 依據傳輸速度不同可以分爲動力/高速 CAN(1Mbps，ISO11898)和舒適/低速 CAN(125kbps，ISO11519)。 2）CAN 總線結構：ECU 需要 CAN 接口才能參與 CAN 通信，CAN 接口由 CAN 控 制器和 CAN 收發器組成。CAN 控制器執行 CAN 協議規定的通信功能，可以大大 減輕主機負擔；CAN 收發器負責將 CAN 控制器連接到物理傳輸介質即雙絞線上。

3）CAN 總線競爭與仲裁機制：CAN 報文數據幀包括幀起始、仲裁段、控制段、數 據段、校驗段、應達段和幀結束段七個部分，完成信息識別、仲裁到校驗、應答的完整傳遞過程。當多個節點競爭 CAN 總線的使用權時，通過仲裁段確定信息傳遞 的先後與優先級。仲裁採用“線與”機制即 1&0=0：只要總線上有一個節點將總線拉 到低電平（邏輯 0）即顯性狀態，總線就爲低電平（邏輯 0）即顯性狀態。而只有所 有節點都爲高（隱性），總線才爲高，即隱性。即報文的 ID 值越小，優先級越高， 仲裁失敗的報文進入“只聽”模式。 4）CAN 總線通信方式：CAN 採用多主通信方式，數據以廣播形式發送。所有節點 都可以自主發送和接收其他節點的信息，CAN 控制器大多具有根據 ID 過濾報文的 功能。但因此 CAN 總線負載率需控制在 70%以下，否則低優先級 ID 的報文發送會 產生嚴重的延時。因此雖然理論上 CAN 總線最多可以連接 110 個節點，實際應用 中遠遠達不到這個數量。

5）CAN FD&CAN XL：2011 年 Bosch 發佈了 CAN FD（Flexible Data-rate）的方案 以應對車輛控制器數量和通信數據激增產升的新需求。CAN FD 優化了通信帶寬和 有效數據長度，使得 CAN FD 的通信速率可達到 5Mbps。主要原理爲：A. 增加報 文中有效數據佔比，將數據域從 8 比特提升至最大 64 比特，使得報文中有效數據 佔比顯著提升。B. 增加總線傳輸速率。報文起始時採用 500Kbps，數據區間採用 2Mbps。而 CAN XL 數據段支持最大 2048 字節的數據段，數據段傳輸速度可高達 10Mbps，使得傳輸速率進一步大幅提升。

2.3. LIN 總線：低成本覆蓋低速場景

1）LIN 總線簡介： LIN（Local Interconnect Network/局部互聯網絡）協會於 1998 年由 5 家整車廠（奧迪、寶馬、戴姆勒、沃爾沃、大衆）、1 家半導體制造商（摩托 羅拉）、1 家工具提供商（Mentor Graphics）成立。LIN 總線爲其所制定的針對低速 網絡的低成本網絡解決方案（20Kbps）,主要用於解決一個系統內的通信問題，應用 於車窗、車門、座椅等對實時性和傳輸速度要求不高但成本敏感的領域，從而與 CAN 總線形傳輸速度和成本上的互補。 2）LIN 總線結構：一個 LIN 節點主要由微控制器和 LIN 收發器組成，微控制器通 過 UART/SCI 接口與 LIN 收發器連接，而幾乎所有微控制器都具備 UART/SCI 接 口，因此 LIN 節點並不需要專用的控制器，從而大大降低了成本。LIN 總線網絡由 一個主節點、一個或多個從節點以及一條單線組成。

3）LIN 總線通信方式：LIN 總線所有節點都包含一個從任務（Slave Task），負責消 息的發送和接收，主節點則還包含一個主任務（Master Task），負責通信的啓動。通 信時主任務發送報頭，攜帶動作命令的信息，從任務提供響應信息補充報頭形成完 整的報文。報文內容和 CAN 類似，由 ID 定義，且同樣採用廣播方式，所有節點都 能夠接收和響應總線上的幀信息。在車輛設計階段 LIN 總線上的通信調度優先級會 預先確定好，該調度表由 “LIN 描述文件” 發送到所有的 LIN 節點。

4）LIN 總線優劣勢：LIN 總線採用單線傳輸、硅片中硬件或軟件的實現成本低、無 需在從屬節點中使用石英或陶瓷諧振器從而成本大大低於 CAN 總線。但低成本的 軟硬件也限制了極低的傳輸速率。此外 LIN 總線的單宿主總線訪問方法存在侷限， 一旦主節點出現問題，整個 LIN 網絡將會癱瘓。

2.4. FlexRay 總線：較高速度高容錯、較靈活拓撲結構

1）FlexRay 總線簡介：2000 年奧迪、大衆、寶馬、戴姆勒、通用汽車等主機廠 和博世、飛思卡爾、恩智浦等供應商成立 FlexRay 聯盟，旨在開發一種獨立於 OEM 的通用性強、確定性和容錯率高的 FlexRay 通信標準，聯盟成員無需支付 許可費就可直接使用該標準。 2）FlexRay 總線拓撲方式：FlexRay 總線有兩組獨立的物理通信線路，每組信道 傳輸速率可達 10Mbps。兩組信道既可可同時使用，也可只選一組，另一組作爲冗餘備份，使得消息傳輸具有容錯能力。FlexRay 有多種拓撲結構，可以採用類 似 CAN 總線的線型結構，也可以使用星形拓撲結構，且兩個通道可以採用不同的 拓撲結構，如一個通道採用星型拓撲結果，另一個通道採用總線型拓撲結構，拓撲 方式十分靈活。

3）FlexRay 通信方式：FlexRay 總線採用週期通信的方式，一個週期由靜態部 分、動態部分、符號窗口和網絡空閒段共四部分組成。其中靜態部分和動態部分 用於傳輸數據，特徵窗用於表示週期開始、測試、喚醒網絡等，網絡空閒段用於 同步本地時鐘。靜態部分採用時分多址 TDMA（Time Division Multiple Access） 的數據傳輸方式，不同 ID 報文幀信息的傳輸如同定時出發的列車、航班，有具 體的時刻表安排，總線通信規律性和可預測性強。動態部分則採用柔性時分多 址 FTDMA（Flexible Time Division Multiple Access），會輪流問詢每個節點是否 有發送消息的需求。靜態部分用於發送需要經常性發送的重要性高的數據，動 態部分用於發送使用頻率不確定、相對不重要的數據。整體來看，FlexRay 總線 以時間觸發爲主、兼顧事件觸發，適合用於對安全性和實時性要求高的領域，如 線控底盤和線控轉向的通信：電子動力轉向系統（EPS）、電子穩定控制系統（ESC）、 主動懸架系統（AS）和發動機管理系統（EMS）。

2.5. MOST 總線：光纖傳輸、專精多媒體

1）MOST 總線簡介：MOST（Media Oriented Systems Transport/面向媒體的系統 傳輸）傳輸介質爲光纖（有塑料保護罩、1mm 內芯的聚甲基丙烯酸甲酯纖維）， 採用 650nm 的 LED 發射器，數據以 50Mbaud、雙相編碼的方式發送，MOST 25 的最高數據速率爲 24.8Mbit/s。與採用銅線的總線技術相比，光纖網絡不會受到 電磁輻射干擾與影響，抗干擾能力強。 2）MOST 總線拓撲結構：MOST 可採用多種拓撲結構，如星形和環形，目前大 都採用環形佈局，允許共享多個發送和接收器的數據，一個網絡中最多可以有 64 個結點。接通電源後 MOST 網絡中的所有結點就會同時全部激活。

3）MOST 總線通信方式：MOST 25 總線數據傳輸使用 512kbit 的幀和 16 個幀塊， 幀重複率爲 44.1kHz（數字式音頻裝置的傳送頻率爲 44.1kHz）。除前導碼和其他內 部管理位，每個幀包含同步、異步和控制數據。其中同步數據用於實時傳送音視頻 信號等流動型數據；異步數據用於傳送訪問網絡及數據庫的數據包；控制數據用於 傳送控制報文及控制整個網絡的數據。

2.6. 傳統汽車總線架構：技術成熟成本低但智能網聯趨勢下可拓展性低

CAN、LIN 傳統總線短期內難以被替代。目前 CAN 總線及 LIN 總線仍是應用最廣、 最成熟的 ECU 總線通信方式。由於成本低廉、架構簡單且主要用於對於傳輸速度相 對不敏感的領域，短時間內 CAN、LIN 總線仍將是車內主流的通信架構，難以出現 完美的替代產品。總線架構下隨着汽車產銷及車內 ECU 數量的不斷增加，CAN、 LIN 節點數仍會保持增加態勢。

傳統總線技術成本低廉且方便快捷。總線技術上個世紀 80 年代問世以來已經經過了 30 餘年的發展與應用，與汽車產業鏈深度耦合，其可靠性和可實施性已得到充分 驗證。在汽車中採用分佈式控制可以最大程度地利用已有的軟硬件資源和成熟的技 術方案，短期內可以有效地降低研發成本並縮短開發週期。 智能網聯汽車發展趨勢下單車 ECU 數量飛漲使得傳統總線技術的集成複雜度增加， 開發難度加大。分佈式總線架構會隨着汽車 ECU 數量的增加而愈加複雜，集成驗證 更加困難，對 OEM 的技術能力要求進一步提升。一個複雜功能如代客泊車的實現， 需要多個控制器全部開發完成後進行驗證，其中任意一個控制器出現問題，就可能 導致整個功能全部失效。分佈式架構下各個物理子系統之間的相互協作關係十分復 雜，各個系統之間需求的平衡以及系統集成的難度很大，使得開發成本增加。

3. 汽車電子電器架構（EEA）演化：高速、大算力爲剛需

3.1. 傳統分佈式架構已經無法滿足未來的車內通信需求

3.1.1. 車內有限空間下傳統架構複雜度高、可擴展性低

汽車內架構及線束隨着功能的拓展越來越複雜。一方面空調、車機及部分監管要求 導致的功能增加和機械到電子的發展趨勢使得線纜、連接器等用量成倍增長；另一 方面，新能源和智能網聯的新浪潮也催生了新的複雜度。各國政策對於節能減排的 指引和對新能源汽車的大力推動對車內架構提出了新的需求，如用於電動車三電系 統的高壓連接器。此外，自動駕駛及車聯網的功能也使得車內的數據傳輸量大幅提 升。傳統功能的電氣化疊加新需求的出現使得車內架構和線束複雜度達到歷史高峯， 在車內有限空間的制約下，原有架構亟需改變以滿足智能網聯汽車發展需求。

分佈式架構的低可變性、低拓展性不再適應功能越來越豐富的汽車的快速迭代需求。 智能網聯汽車的功能相比傳統汽車大幅增長，若採用傳統分佈式總線架構，不僅需 要配置更多的 ECU 和線束，還意味着更少的物理自由度、更低的架構可變性及可拓 展性。例如，在傳統分佈式架構下，一輛高配汽車擁有超過一百個 ECU，同時需要 執行大約兩億行代碼。這無法滿足現代汽車穩定快速增長的軟件功能迭代需求，傳 統總線已經不適合未來預期的 ECU 數據傳輸和通信。

未來的車內通信需要從硬件和軟件兩個維度上降低複雜度，硬件集成及軟件平臺廠 商將受益。硬件層面，通過域集中-區域集中-中央集中的電子電器架構演化減少 ECU 的數量及線束的長度及重量；軟件層面，一方面 ECU 的集成可顯著減少適配硬件開 發的軟件版本數量，降低開發難度、縮短研發週期，從而提升軟件開發的敏捷性； 另一方面，集成的域控制器、中央計算平臺以及 OTA 功能等的代碼開發量和開發難 度相比傳統 ECU 顯著提升，需要專業化的開發平臺和工具鏈以提升開發效率，對 Tier1 或者主機廠的軟件開發投入要求增加。

3.1.2. 傳感器增加以及 OTA 功能對於傳輸速度的需求大幅上漲

智能網聯汽車感知系統數據和 OTA 數據傳輸速率需求大幅提升。自動駕駛傳感器 速率傳輸需求或將超過 3000Mbps。自動駕駛等級的提升要求環境感知能力同步增 強，也意味着需要配置更多的傳感器，目前市面上領先的自動駕駛車型理想 L9、小 鵬 G9、蔚來 ES7 等的激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、超聲波雷達、高精度定位等 傳感器裝配數均超過 30 個，車內通信數據傳輸要求大幅提升。麥肯錫預測，未來自 動駕駛汽車整車的數據傳輸量將達到 4TB/h，傳統總線技術如 CAN、MOST 等遠遠 無法滿足需求。汽車 OTA 功能也要求高速率的車內通信。OTA 技術指提供遠程爲 汽車的軟件甚至硬件提供在線升級，它具備可快速迭代新功能、節省成本（廠商召 回成本+用戶時間成本）的優勢，已成爲高端智能網聯車型的標配。要達到對超過一 百個 ECU 的車內軟硬件系統快速刷寫需要車內通信網絡支持大數據量的傳輸。

3.2. 域集中到中央集中，集成度不斷增加下傳輸及算力要求同步提高

車內通信架構呈現分佈式-域集中-區域集中-中央/車輛集中的發展趨勢。博世將電子 電器架構發展劃分爲分佈式-域集中-車輛集中三個階段。2010 年來智能化和網聯化 新需求催生電子電器架構不斷創新，2025 年區域控制將普及。相比傳統的分佈式總 線架構，未來的汽車 EE 架構將由數量更少但功能更多更強、集成度更高的 ECU/DCU 組成，降低架構複雜度並提升可拓展性，目前領先的已量產主流車型已 達到域集中的架構。域集中指將功能相近的 ECU 集成到一個域控制器（DCU/Domain Control Unit）上進行控制。目前在汽車行業得到廣泛認同的五域劃分爲：輔助及自 動駕駛域、信息娛樂（顯示、娛樂和信息系統）域、車身&舒適域、底盤連接域以及 動力總成（推進和廢氣處理）域，但主機廠依據自己的選擇可選擇劃分爲 3 個域、 4 個域。隨着自動駕駛等級的提升和功能的增加，車內架構將進一步演化，域與域 之間會進一步融合，計算資源將被集中到中央計算平臺上，功能域被按空間劃分的 區域代替。EEA 最終的形態是雲化，在滿足低時延、高傳輸速度和高可靠性的條件 下將功能服務放到雲端運行。

域集中架構將功能相近的 ECU 集成到域控制器(DCU)，可減少 ECU 和線束數量， 更加具有成本效率。分佈式架構下，一家大型汽車 OEM 的支持三種不同引擎的發 動機控制器軟件可能會有 144 個軟件/校準版本；而在集中式或面向域的體系結構 下，由域控制器託管控制器功能的主要部分，以及一個非常簡單的智能執行器，僅 需要捕獲硬件可變性（不同引擎之間的差異和底層硬件平臺之間的差異），就能夠使 得域控制器的版本數減少到 72 個，智能執行器的版本減少到 3 個，總軟件版本數 量減少到 75 個。

DCU/ZCU 的集成對於通信帶寬也提出了更高的要求。ECU 集成爲 DCU/ZCU 意味 着將從前多個 ECU 所需處理的數據交給一個控制器處理，對算力和傳輸速率要求 提升，自動駕駛也需要每時每刻感知外部環境並傳輸圖像、點雲等數據，整體對於 車內通信速率的要求大幅提升。據麥肯錫估計，未來自動駕駛汽車中會達到 4TB/h 的數據傳輸。傳統總線技術中，目前最大帶寬的 MOST150 也只能支持 150Mbps 的 數據傳輸速度，遠遠達不到自動駕駛的數據吞吐要求。 對車廠而言，集中式/集成式的架構相比分佈式架構在技術實現上更有難度，但可拓 展性強，發展前景更好。集中式的架構下功能更強大的域控制器、區域控制器技術 含量更高、軟硬件要求都有較大提升；同時也會使得車內網絡更加簡單，讓車廠能 夠以較小的成本實現客戶越來越多的功能需求。

3.3. 主機廠域集中架構一覽：特斯拉遙遙領先，小鵬走在國內前列

特斯拉區域集中架構走在行業前列。在汽車架構方面特斯拉領先優勢明顯，其 Model 3 車型跳過域融合階段，採用區域集中架構。從 Model S 到 Model X，整車架構變化 並不明顯，均是比較典型的基於功能域劃分的結構：車身域、動力域、底盤域等， 各個功能的 ECU 分別通過 CAN 總線接到中控顯示屏上。區別是在 Model X 上特斯 拉加強了部分模塊的集成性，增加了 Falcon CAN/Thermal Can 的使用，將車門和熱 管理相關功能劃分出來接到單獨的 CAN 總線上。

沃爾沃：從域控架構到區域控制的經典案例。沃爾沃 SPA1.0（第一代可擴展模塊架 構）爲經典域集中架構，該域控架構 2015 年投產，共有信息娛樂域、車身控制域、 主動安全域和底盤動力域四個域；主幹網 FlexRay 和以太網，其中以太網主要用於 診斷功能，此外還應用有 CAN、LIN、MOST 等總線；雖然 SPA1.0 採用域集中架構 進行了一定的集成，但整車 ECU 數量仍高達一百多個，複雜度和線束成本仍然較 高。其與安波福聯合開發的 SPA2.0 架構，以太網替換 FlexRay 作爲主幹網，以中央 計算平臺 VCU 爲核心，將域控制器和大量需要計算的 ECU 集成到中央計算平臺， 網關、配電、機電控制 ECU 等集成到區控制器，大大減少 ECU 數目。搭載 SPA2.0 的純電型 XC90 車型預計 2023 年落地。

傳統主機廠均雖具體集成功能有所差別，但均在嘗試由分佈式向域集中、區域集中 架構的轉變。傳統主機廠均基於現有架構進一步開發面向區域的架構，如寶馬、大 衆、上汽、長城等。上汽零束全棧 3.0 方案採用 2 個 HPC+4 個區域控制器的架構， 區域與 HPC 間用以太網進行連接。大衆採用大陸的 ICAS HPC 域控的架構已經量 產，目前已實現車身（ICAS1）和信息娛樂（ICAS3）的集成，ICAS1 和 ICAS3 可 通過以太網或 CAN 總線連接，自動駕駛（ICAS2）的進展相對較遲緩。寶馬目前架 構，四個功能域之間已實現以太網的應用，下一代中央計算+區域控制的架構中以太 網應用更廣，一些 ECU 與 Zonal 的連接也會從 CAN 變爲 10BaseT1S。奧迪架構方 案爲 2 箇中央計算平臺+7 個 Domain。

理想 L9 採用域控制器架構，2023 年新車型或採用中央計算平臺架構。理想汽車電 子電器架構爲三個車型三個架構的戰略：理想 One採用 LEEA1.0傳統分佈式架構； L9 採用 LEEA2.0 域控制器架構，2023 年新車型爲 LEEA3.0 中央計算平臺架構。 LEEA1.0 架構下，各個 ECU 分別通過 CAN、LIN 等總線連接到網關上，自動駕駛 和智能座艙則分別由 ADAS 控制器和智能座艙控制器負責，但並未進一步集成。 LEEA2.0 域控制器架構在 1.0 的基礎上將功能進一步集成爲三大域控制器：中央域 控制器 XCU、自動駕駛域控制器 FSD 和智能座艙域控制器 HU。其中 XCU 全自研， 集成了 VCU、EGW、BCM、BMS 等傳統功能，已有中央計算平臺雛形，便於進一 步迭代。FSD 採用 Orin 芯片，供應商爲德賽西威。下一代中央計算平臺架構則將車 控、智駕、座艙三大功能融合，CCU 通過 PCIe Switch 和 TSN Swith 實現各 SoC 的 互聯以及與四個區域控制器之間的連接。

理想 L9 域控架構已搭載 TSN，3.0 架構以太網應用將更加廣泛。TSN（時間敏感網 絡）是車載以太網的一種，理想 L9 採用的域控制器架構中，其中央域控、自動駕駛 域控及座艙域控之間的通信連接均採用 TSN 以太網，保證了高傳輸速度下的低時延 和可靠性。L9 中以太網用於連接中央計算單元（即 XCU）、智駕和座艙三個域控制 器，而 CCU 架構則用於連接四個區域控制器和中央計算平臺，同時區域控制器下 也有可能採用以太網，以太網用量將進一步提升。

蔚來電子電器架構演化穩紮穩打，新一代平臺仍爲功能域集中架構。蔚來最早的車 內架構爲底盤域+車身域+信息娛樂域+動力域+自動駕駛域的五大功能域架構。後續 架構進行了改進升級，如 ES8 的互聯中央網關 CGW+中央顯示控制單元 CDC+自動 駕駛域控制器 ADC，域控採用芯片爲英偉達的 Xavier。採用新一代平臺的 ET7、ET5 和ES7，蔚來應用了自主研發的智能底盤域控制器ICC(Intelligent Chassis Controller)， 仍爲功能域集中控制器架構，暫未發展到中央超算+區域控制的階段。但其集成性和 功能性則進一步提升，新一代自動駕駛域控制器 ADAM 超算平臺搭載 4 顆英偉達 Orin 芯片，算力高達 1016TOPS，是目前算力最高的自動駕駛域控制器之一。

總結各大廠商架構方案，域控架構向中央計算+區域控制已成爲大趨勢，域控制器 和以太網的應用成爲新增量。目前主機廠大多已有功能域集中架構量產車型，在功 能需求不斷增加和 SOA 提升開發敏捷性的需求催動下，針對拓展性更好、線束成本 更低的中央計算+域控制器架構研發均在進行中；從功能域到區域+中央計算平臺， 域控制器的集成度要求也越來越高。從節奏而言，新勢力廠商架構演化更加迅速， 其中小鵬已經實現 XEEA3.0 架構車型 G9 即將量產；傳統主機廠則相對遲緩。但在 整體的演變趨勢確定，一方面，短期內功能域控制器受益現有車型放量需求將高增， 長期功能域控將向區域控制、中央計算平臺的方向演化；另一方面，中央計算+域 控的架構下要支持更大的數據傳輸，以太網的滲透將會逐步加深。

3.4. 域集中趨勢下智駕域和座艙域控制器作爲核心零部件將快速放量

自動駕駛域和座艙域控制器將是域集中架構下的核心零部件，是汽車實現個性化差 異化的重要載體之一。域控制器將作爲域集中架構下汽車的運算和決策中心，將芯 片、軟件操作系統、中間件、應用算法等多個層次的軟硬件集成，同時兼容以太網、 CAN 總線等多類型接口，支持 OTA，是保證車內大數據量通信、實現智能網聯化的 核心零部件。在目前的域集中架構中，座艙域和自動駕駛域進行的數據傳輸和處理 最多，且座艙網聯娛樂和自動駕駛功能最貼近消費者，其定製化、差異化最明顯， 更具商業價值。相比之下，動力、底盤和車身域的控制器，由於 ECU 數量衆多、分 佈散落在車身各處、功能安全需求不同等因素集成難度較高，且消費者無法直接感 知到，目前進展相對較爲緩慢。

受益智能網聯汽車自動駕駛及座艙功能的不斷增加，智駕域及座艙控制器市場未來 幾年將迎來快速放量。Research gate 預計，2019 年至 2025 年間集成座艙和自動駕 駛 DCU 的產數量年均增長率爲 50.7%。蓋世汽車測算，到 2025 年，中國乘用車自 動駕駛域控制器出貨量將達到 432 萬套，2020-2025 年年均複合增長率 70.48%；座 艙域控制器出貨量將達到 528 萬套，2020-2025 年年均複合增長率 52.99%。隨着汽 車電子電器架構從分佈式向域控架構、中央計算平臺架構轉變，一方面，採用域控 制器的車型將越來越多，另一方面隨着 L3 及更高級別自動駕駛滲透率的逐步提升， 域控的技術要求和價值量將增長；長期來看集成域控將迎來量價齊升的發展階段。

3.5. 車規級高算力 AI 芯片決定自動駕駛發展上限，關注配套項目進度

車規級自動駕駛芯片爲自動駕駛功能提升的關鍵。自動駕駛 AI 芯片（SoC）的算力 及功耗是智能網聯汽車自動駕駛功能實現的重要制約因素之一。L2 級別自動駕駛要 求可執行動態駕駛任務中車輛的橫向和縱向運動控制，而 L3 級別車輛需要有條件 的持續執行全部動態駕駛任務，需要能夠實現高精準全路段全速域自動駕駛，其核 心在於保證自動駕駛系統的理論安全，安全冗餘等更多功能對硬件要求進一步提高。 此外，L2 到 L3 的過渡還伴隨着汽車架構從分佈式向 HPC 的演化，集成的中央計算 平臺需要負責整車的傳感器和高精度地圖等感知數據的運算和處理， 也會使得 AI 芯片的算力需求大幅增加。到 L4 級別自動駕駛，算力需求或將達到 4000TOPS 以 上，高算力低功耗的芯片將成爲下一代自動駕駛域控制器的核心，相關廠商也將在 產業鏈內擁有更大的話語權。

自動駕駛芯片領域，英偉達和英特爾 Mobileye 處於領先地位，本土品牌勢頭強勁。 新一代汽車自動駕駛芯片中英偉達領先優勢明顯，其最新一代 Orin 芯片將於 2022 年量產，算力達 254TOPS，而功耗僅 45W，爲目前市面上最大算力的車規級 AI 芯 片，且已拿到理想、小鵬、蔚來等多家主機廠定點。早期在 L2 級自動駕駛芯片市場 上一家獨大的 Mobileye 芯片算力迭代速度有所放緩，其最新發布的 EyeQ6 系列預 計 2023 年開始逐步量產。國內廠商方面，華爲配套晟騰 610 芯片的 MDC810 平臺 已經量產，可提供 400+TOPS 的算力，地平線和黑芝麻也緊隨其後，其中地平線徵 程 5 芯片 INT8 等效算力達 128TOPS，而功耗僅爲 30W，預計將於 2022 年量產。

黑盒策略轉變允許客戶部署算法，Mobileye在CES展會連推高中低性能三款芯片。 Mobileye 最新一代的 EyeQ 支持開發計算並允許客戶部署算法來區分解決方案，開 始與合作伙伴協作，原來全黑盒的模式開始發生轉換。在 2022 年年初的 CES 的大 會上，Mobileye 針對入門 ADAS、高階 ADAS 和全自動駕駛推出了 EyeQ6 Light、 EyeQ6 High、EyeQ Ultra 三款芯片，其中 EyeQ6H 芯片算力 38TOPS，預計 2024 年 量產；EyeQ Ultra 算力 176TOPS，預計 2025 年量產，產品矩陣在逐步補全。目前 Mobileye 仍是大衆、福特、極氪、本田、寶馬的核心芯片供應商，其爲極氪提供的 SuperVision 支持放手 L2+級別自動駕駛。

4. 車載以太網：針對數據傳輸需求痛點，技術&市場前景廣闊

4.1. 車載以太網發展大幅落後計算機以太網，技術提升潛力巨大

計算機側以太網技術應用已相當成熟，技術迭代速度快。自 1980 年第一個以太網 標準協議公佈以來，以太網在計算機領域得到廣泛應用，傳輸速度不斷提高。如 2010 年出現的單鏈路以太網，其連接速度從 10Gbp 升至 100Gbps，十年速度提升十倍。 傳輸速度的更新迭代遠遠快於車內通信網絡。

車內通信網絡受限於早期汽車功能需求不足，其帶寬速率發展落後於計算機以太網， 通過逐步解決車規可靠性及成本問題有望快速提升傳輸速率。據飛思卡爾測算，車 內網絡發展滯後以太網約八年時間。目前車內常用總線中，最高可達到帶寬爲 MOST 150 的 150Mbps，而計算機以太網早在 MOST 總線問世之前的上世紀便已突破了這 一速率。根據以太網聯盟資料，計算機領域以太網傳輸速度已經達到了 400Gbps， 40km/400G 的以太網 IEEE 標準已經頒佈。

4.2. 車載以太網發展回顧：資歷尚淺，潛力無限

4.2.1. 車載以太網發展聯盟：AVnu+OPEN Alliance SIG

1、AVnu 聯盟：AVnu 聯盟由思科和英特爾等公司於 2009 年共同成立，旨在爲汽車 構築高品質視聽環境，推進“IEEE802.1 Audio/Video Bridging”（AVB）的應用。從 2012 年 11 月開始，AVB 正式向 TSN 過渡，並對其中規範進行更新和升級。 2、OPEN Alliance SIG：OPEN Alliance 由 NXP、寶馬、博通等於 2011 年成立，目 的爲推動以太網在汽車網絡中的應用及標準制定等。OPEN Alliance 和電氣與電子 工程師協會（IEEE）制定了目前車載以太網領域比重最大和應用最廣泛的兩個標準： 100BASE-T1(單對雙絞線實現 100Mbps 的傳輸)和 1000BASE-T1（1000Mbps），二者 標準分別於 2015 年和 2016 年面世。

4.2.2. 車載以太網物理層技術：芯片+介質，仍由外國廠商主導

1、車規物理層元件/芯片

全球首款完全符合 IEEE802.3 標準的用於車載網絡的以太網實體元件/PHY 芯片由 邁威爾（Marvell）與麥瑞半導體（Micrel/Microchip）在 2012 年 9 月發佈，最高可 支持 100 Mbps 的速率。

2、BroadR-Reach 100Mbps 汽車以太網解決方案

BroadR-Reach 是博通公司 2011 年針對汽車環境開發的數據傳輸技術，在 25m 的傳 輸距離和車內使用環境可用一對 UTP（非屏蔽雙絞線、傳統以太網使用 4 對雙絞線） 實現 100Mbps 的傳輸速度，簡稱 Broad-Reach 技術。相對計算機領域的百兆以太網 連接電纜開銷已經顯著降低，且如果車內網絡（IVN）全部使用博通以太網技術， 預計車內互聯的成本降低 80%，線纜重量減少 30%。

4.2.3. 車載以太網 OSI 模型架構：與計算機互聯網領域互通性強

1、車載以太網 OSI 模型架構

OSI 模型，即開放式通信系統互聯參考模型（Open System Interconnection Reference Model），是國際標準化組織（ISO）提出的一個使各種計算機在世界範圍內可以順 暢互連爲網絡的標準框架。TCP/IP 模型將應用層、表示層和會話層統一爲應用層。 車載以太網在 TCP/IP 協議基礎上發展而來。其中 SOME/IP（Scalable Service-Oriented MiddlewarE over IP）：一種用於傳輸服務（Service）信息的基於 IP 的可伸縮中間件， 能夠適應基於不同操作系統的不同大小的設備，從攝像頭到車機或自動駕駛模塊； 相比於傳統的 CAN 總線的面向信號的通信方式，SOME/IP 是一種面向服務的通信 方式，更加靈活、節省資源。DoIP 是指基於以太網的診斷傳輸協議，可將 UDS 進行封裝並基於 IP 網絡傳輸；DoIP 技術可應用於車輛檢修、車輛或 ECU 軟件的重編 程、車輛或 ECU 的下線檢查和維修等。

2、IEEE 時間敏感網絡 TSN（原名 AVB）

以太網音頻視頻橋接技術（Ethernet Audio/VideoBridging，EAVB）是在傳統以太網 絡的基礎上發展而來針對以太網音視頻數據傳輸的技術。它使用精準時鐘同步，通 過保障帶寬來限制傳輸延遲。其響應時間介於時間觸發的實時網絡與異步傳輸的以 太網之間，可應用於時間敏感的各種實時音、視頻網絡多媒體應用。

3、TTEthernet

時間觸發以太網（Time Triggered Ethernet，TTEthernet）是基於 IEEE 802.3 以太網 的汽車或工業領域的實時通信候選網絡，允許實時的時間觸發通信與低優先級的事 件觸發通信共存，使以太網具備滿足高安全等級的系統要求的同時，依然可以承擔 實時性要求不過分嚴格但仍然有高帶寬的以太網傳輸需求。TTEthernet 支持安全性 和可用性標準，可用於汽車 ADAS、車載多媒體以及汽車線控等領域。TTEthernet 在 單一網絡中可以同時滿足不同實時和安全等級的應用需要，支持三種不同的消息類 型，時間觸發（TT）、速率約束（RC）和盡力而爲（BE）。TT 消息優先級最高，RC 幀用來保證提供預留的帶寬，BE 幀與標準以太網傳輸方式相同。

4.2.4. 車載以太網拓撲結構靈活，可更好平衡成本與性能需求

車載以太網空間拓撲結構靈活。車載以太網常見的拓撲結構有星型、菊花鏈型和樹 型等。 星型結構維護成本低、核心設備負擔大，菊花鏈型結構設備負擔小、維護成 本高，樹形結構權衡了二者的優缺點。星型拓撲結構特點是管理方便、極易擴展、 安裝維護成本低，但由於要專用的網絡設備（如交換機）作其核心節點，對核心設 備的負擔較重，可靠性要求高，各站點的分佈處理能力較低。菊花鏈型拓撲結構特 點是由星型結構的基礎網絡構成，通過菊花鏈或串行的方式增加下一個節點。菊花 鏈型拓撲結構容易擴展，各站點可以分佈處理，網絡設備的負擔相對較輕，但節點 之間的通訊相對較複雜，安裝維護成本較高。樹型結構權衡了良好的分佈處理性能 和安裝維護成本。

4.3. 車載以太網優勢：高速率強可擴展性滿足汽車不斷迭代發展需求

1）基於以太網的通信爲數據速率、傳輸介質以及設備增添提供了可擴展性。以太網 可通過僅僅改變物理層技術而改變傳輸速率，而從數據鏈路層到軟件層均可能被重 用。以太網也可以選擇不同的介質，例如可以較爲方便的改用無線或光通信。此外， 以太網技術可在不觸及下層協議的情況下在應用層上添加一個新協議、新功能。而 傳統車內總線技術下，所有連接設備共享可用帶寬，且各自決定接收器是否處理數 據的方法不同：CAN 爲消息標識符（ID）、LIN/FlexRay 爲預先定義的表、MOST 接 收單元分別具有唯一的接收地址。這意味着功能或設備的增添需要將這些定義重寫 一遍，工作量大、可擴展性低。而汽車以太網通信架構的每一條鏈路都是點對點連 接，一條鏈路上只有兩個單元。只需要給交換機添加一個端口，或使用雙端口交換 機取代 PHY，就可以擴展網絡容量，相比傳統總線方便許多。

2）以太網拓撲靈活性強，車內佈線的可維護性高。交換式以太網爲聯網設計增加了 新的可能性和靈活性。目前汽車行業面臨的普遍挑戰和發展趨勢爲：在更短的研發 和創新週期內推出差異化、個性化的產品。以太網的交換網絡可以採用各種拓撲結 構，不限於環形和線形，增減 ECU 數量大大簡化。 3）以太網技術成熟、適配性強。以太網技術發展並非從零開始而是已經相對成熟， 其在計算機領域已經得到廣泛應用，進一步降低了車載以太網發展障礙。例如：車 載以太網的 MAC 層採用 IEEE 802.3 的接口標準，無需做任何適配就能無縫支持 TCP/IP 等廣泛使用的高層網絡協議。

4）以太網具備成本效用比相對較高，傳輸速度提升可滿足車端需求。相比於傳統的 總線技術，車載以太網能夠在相對較低的成本上實現更高的帶寬。目前百兆和千兆 的以太網已在多款新車型上得到應用，而吉比特級別以太網也已完成標準化，預計 將通過研發驗證測試於不久後面世。車載以太網每節點實施成本高於 CAN 和 LIN， 與 FlexRay 相當，遠低於 MOST 總線。從目前趨勢來看，10+高清攝像頭、30+傳感 器已成爲高端智能電動新車型的標配，未來數據傳輸速度的制約將使得車載以太網 替代傳統總線成爲必然。安波福預計到 2030 年實現全景自動駕駛的數據傳輸速度 需求達 25Gbps，目前僅以太網有能力同步滿足數據傳輸爆炸式增長相應需求。即使 傳輸速度最高的傳統總線 MOST 150Mbps 的帶寬也相去甚遠，且 MOST 總線供應 商唯一、架構複雜，成本十分高昂。

5）以太網的線束相比傳統總線更加輕量化，簡單化。在傳統的總線通信架構下，幾 乎每個電子器件都有其特定的線纜和通信要求，車內連線十分複雜，線束成爲僅次 於引擎和底盤之外的車內第三大成本支出，而生產環節中佈置配線的人工成本佔到 整車的 50%。同時，汽車線束在重量上也排在底盤和引擎之後的第三位。線束重量 的降低不僅可以直接節省成本也能夠降通過降低整車重量減少能源消耗。一輛低端 車的線束系統約有線束 600 根、共約 1200 個接點、重量約 30 公斤、長度約 1500 米，其成本大約爲 2000 元；一輛豪華車的線束系統約有線束 1500 根、共約 3000 個 接點、重量約 60 公斤、長度約 5000 米，其成本大約爲 3000-4000 元；完全意義上 的無人駕駛汽車若仍採用傳統總線技術的佈線方式，預計線束成本不會低於 6000 元， 重量可達 100 公斤。但如果使用以太網，能夠使得車內連接的節點變少，帶寬變高， 線束變輕，將可減少高達 80％的車內連接成本和 30％的車內佈線重量。

6）以太網有望憑藉高帶寬和高可拓展性的優勢成本爲高標準化車內通信技術。通 信技術的標準化、互操作性和網絡效應十分關鍵，同一技術的產品的廠商越多，對 顧客越有利。不同通信技術標準之間的競爭會使得每個標準的發展受到競品的擠壓， 而假如市場上大部分廠商都採用同一標準，就能使得技術標準更快速的迭代和演進， 也能更快的產生規模經濟降低成本，使得消費者可用更低的價格享受更好的技術服 務。以太網在汽車製造商之間的廣泛使用將帶來教育程度更高的勞動力、更適合的 工具、獨立的測試實驗室更好的基礎設施、更高的產業鏈可靠性等。2015 年的一項 調查數據顯示，各大 OEM 平均在車內使用的數字通信系統高達 8 種，但大多數人 都傾向於 1-4 項技術。汽車以太網有望憑藉高帶寬和高可拓展性在未來車內通信技 術中佔據一席之地。

7）以太網的編程和軟件更新速度大大優於傳統總線，更適應 OTA 需求。傳統總線 架構下，一輛功能豐富的高端汽車全套軟件的更新需要時間超過 16h，隨着汽車功 能和軟件數量的增多及 SDV 概念的提出，能否對汽車軟件進行快速的 OTA 升級是 車廠能否在汽車生命週期內持續提供訂閱更新等付費服務的關鍵。如寶馬將理想的 軟件更新的目標持續時間設定爲 15min。這需要（1）約 20Mbps 的淨數據速率、汽 車軟件的刷寫過頻率並不高，選擇的接口技術不應使可用資源有過多壓力。（3）刷 寫進程應成爲萬維網絡功能的一部分。（4）節約車內和經銷商及工廠使用的測試設 備的成本。MOST 總線異步數據通道最大網絡帶寬僅有約 7Mbit/s；資源需求和佔用 算力高；拓撲結構不合適，需要添加一個環或者擴展之前的環；沒有 IP 支持；測試 儀添加 MOST 需要添加相應的硬件和軟件接口；成本高昂。FlexRay 總線數據速率過小。USB 抗擾性不充分，需要昂貴的電纜和連接器；電纜長度不足，僅支持長約 4m 的線纜；沒有網絡支持；必須開發汽車協議棧和驅動程序。相比之下，汽車以太 網在軟件更新方面優勢明顯，其脫胎於計算機互聯網技術，數據速率高、成本相對 較低且適配性高，不需額外開發過多協議和程序。

4.4. 車載以太網應用場景：從網關-骨幹網向更下沉場景功能滲透

目前上車的以太網主要可作爲骨幹網絡，用於域與域之間的通信。在面向域的架構 中，每個域都有一個對應的域集羣，由一個域控制單元（DCU）和零個或多個子域 ECU 組成，由 DCU 控制子域ECU。DCU 具有強大的多核 CPU並承載域的主要功 能，而子域 ECU 封裝輔助域功能，裝載功能較弱的 CPU。不同的 DCU 通過以太網 等高速網絡互連；子域 ECU 使用傳統的汽車總線（例如，CAN、LIN、FlexRay）連 接到它們的 DCU，但如果功能和帶寬需要，也可以使用汽車以太網，如未來的交通 標誌識別、全景可視系統、數據記錄等自動駕駛相關的帶寬需求及數據處理量大的 功能。

5. AUTOSAR 支持集中化架構軟件開發，軟件廠商大有可爲

5.1. AUTOSAR 通過軟件模塊化助力車內軟件開發迭代

AUTOSAR 助力車內通信架構軟硬解耦、降低軟件開發複雜度、增強可擴展性。 AUTOSAR（Automotive Open System Architecture/汽車開放系統架構）是一個汽車電 子系統的合作開發框架，由全球多家汽車製造商、零部件供應商以及研究服務機構 共同參與，並建立了一個開放的汽車控制器（ECU）標準軟件架構。其核心功能之 一爲軟硬件分離，提供了符合車規的標準化應用編程接口（API），並具有很高的可 擴展性。AUTOSAR 將軟件劃分爲可獨立開發的模塊，再通過一個高度自動化、功 能強大的配置工具將這些不同的功能模塊組合在一起，從而大大簡化軟件開發難度 和成本。

AUTOSAR 可顯著降低汽車軟件的開發難度和開發成本。AUTOSAR 提供的軟件開 發框架可促進車載軟件的可移植性和可組合性。通過標準化應用程序軟件功能之間 的接口和基本功能的接口、定義 ECU 軟件參考架構、將分佈式開發過程的數據交換 格式標準化，AUTOSAR 能夠優化車內通信網絡，促進來自不同供應商的組件的集 成，跨平臺組件的使用，以及故障控制方式的系統化，從而促進整個行業效率的提 升和技術進步。如安波福基於新架構和 AUTOSAR 開發的 SVA 平臺能夠降低 75% 的系統整合和測試成本、50%的人工安裝成本以及 100%的更新成本。

5.2. AUTOSAR：從 CP 演化到 AP 以適應自動駕駛興起和車載以太網

AUTOSAR CP 的軟件架構定義了三個於 ECU 上執行的軟件層：應用層（SWC）、 運行時環境 (RTE) 和基礎軟件 (BSW)。應用層 SWC 獨立於硬件，用於實現 ECU 的功能，執行傳感器/執行器功能。RTE 是架構的通信媒介，SWC 與其他 SWC 以及 與 BSW 模塊通過 RTE 進行通信；此外 RTE 也是車輛應用軟件訪問 ECU 功能的網 關。BSW 模塊提供基本的標準服務，例如總線通信、存儲管理、IO 訪問、系統和 診斷服務等。隨着汽車 SOA 架構的廣泛接受及車內 EE 架構的演化，自動駕駛和以 太網等新概念的應用，AUTOSAR 推出了全新的自適應平臺以適配相應的軟件發展 需求。

6. 車內通信相關產業鏈梳理：高速連接器迎發展機遇

6.1. 車內通信架構相關產業鏈各環節主要仍由外國廠商主導

車內通信架構的成本構成複雜、覆蓋從基礎芯片到系統組裝的多個環節，車載以太 網大規模應用需要產業鏈各環節企業通力協作。從車內通信架構的生產要素分析， 從傳統總線到以太網的過渡涉及到汽車產業鏈的方方面面。從產品來看，車內網絡 連接主要由 ECU 和線束組成。ECU 從生產流程來看，可以分爲 PCB、組裝、外殼 和軟件許可，其中在 PCB 在涉及不同總線技術所採用的收發信號的晶體振盪器、激 光器等，組裝階段涉及域控制器的集成和相關接口的設計，軟件許可方面涉及不同 通信技術及 AUTOSAR 的適配。ECU 從硬件組成來看，車載以太網的應用加裝 PHY 芯片以及在網絡中增添交換機以實現 ECU 之間的通信。線束方面主要部件爲線纜 及連接器，若應用車載以太網，線纜將採用雙絞線，連接器將需要傳輸速度更快的 高速連接器。在車內通信架構相關要素的整合組裝方面涉及機器人制造領域。域控 架構的升級及以太網的大規模應用趨勢下都需要上述環節的現有產業鏈進行升級 和轉型，單靠少數廠商還無法使得車載以太網大規模的普及和應用。

6.2. 車載以太網市場空間前景廣闊，核心軟硬件領域靜候國內廠商成長

中國汽車以太網潛在市場空間超千億。目前我國車載以太網仍處於發展早期探索階 段，主要用於車內四五個功能域或區域之間的連接和通信，相對於整車上百的 ECU 數量來說滲透率仍然較低。隨着車內架構的進一步演化及自動駕駛等功能對帶寬需 求進一步增長，以太網在車內的應用會進一步增加，輔助駕駛、信息娛樂等功能相 關的 ECU、區域控制器之間的傳輸和連接都是潛在的以太網應用場景。我們預計中 國以太網市場到 2030 年將達到 1040 億元，年增長率 52.60%。

車載以太網行業集中度高，恩智浦、博世等外企主導軟硬件市場。車載以太網產業 鏈中，上游的材料供應商提供線束及芯片等，由硬件商裝配處理器、經過中游的軟 件封裝，最後由系統供應商集成到系統中經過測試提供給整車廠。恩智浦和德州儀 器佔據全球車載以太網 PHY 芯片近 90%的市場份額；軟件領域也由博世、大陸、 安波福、維克多等主導。國內企業加速追趕，成果顯著，但仍與國際先進水平存在 差距。裕太微電子成功研發出中國首款符合100Base-T1標準的PHY芯片“YTB010”， 並已進入量產階段；景略半導體於 2019 年率先成功流片國內第一款車載千兆以太 網 PHY 芯片。經緯恆潤爲車載以太網測試技術提供商，佈局車載以太網超 7 年，爲 AUTOSAR、OPEN Alliance 及 AVNU 等多個車載網絡標準聯盟重要成員，參與多項 相關標準制定。雖然國內企業在加速追趕，但與國際領先廠商相比，在車規認證、 研發封裝等領域仍差距明顯。

6.3. 借力新能源彎道超車，國內汽車線束連接器迎歷史性機遇

國外企業在車載以太網核心產品芯片、軟件及標準領域優勢明顯，但我們認爲國內 廠商可憑藉本土優勢及國內新能源發展領先勢頭在產業鏈的上下游取得突破。車內 通信架構演化將帶來整個產業鏈的變革：更多的電子通信需要晶體振盪器、以太網需要的高速連接器、後裝的車載智能系統、架構改變引起的自動化生產線升級改造、 激光器等智能製造設備的需求以及域控制器、車載以太網、AUTOSAR 等。我們認 爲短期內車載以太網及相關標準仍然是由國外廠商主導，但國內 A 股企業能夠在其 他方面如連接器、晶體振盪器、生產線等做到領先。

汽車線束行業集中度高，日本龍頭企業優勢明顯。汽車線束是汽車電器電控系統重 要組成部分，負責將中央控制部件與汽車控制單元、電氣電子執行單元、電器件之 間的連接。汽車線束主要由導線、端子、接插件及護套等組成。銅材衝制而成的接 觸件端子（連接器）與電線電纜壓接後再塑壓絕緣體或金屬殼體等，以線束捆紮形 成連接電路。汽車線束產品定製化程度高，有舒適性、經濟性、可靠性和輕量化四 大要求，不同整車廠商的不同車型設計方案和質量標準不同。目前全球汽車線束行業集中度相對較高，矢崎、住友和安波福（原德爾福）佔據 70%的份額，行業集中度高，龍頭企業優勢明顯。

中國是全球最大連接器市場，通信、汽車領域需求維持較高景氣度。從細分區域來 看，中國穩居全球連接器細分市場榜首，2021 年中國連接器市場佔全球比重提升 0.85pct 至 32.03%，佔據全球近三分之一的市場份額，比北美、歐洲的領先優勢較爲 明顯。從應用領域來看，通信、汽車爲前兩大細分領域。隨着雲計算快速發展對數 據中心建設需求及流量的快速增長，通信領域對連接器需求不斷增加，2021 年通信 領域連接器市場規模佔比爲 23.47%。汽車端隨着智能網聯的普及對於數據傳輸的要 求也快速提升，但受限於疫情影響整車銷量，2021 年佔比略有下降，佔比 21.86%。

2021 年汽車連接器市場快速回暖，同比增速超 20%。隨着疫情影響逐步消退，整車 銷量修復反彈助力汽車連接器市場回暖。2021 年全球汽車連接器市場扭轉連續兩年 下降趨勢，同比增長 21%到 170 億美元。其中中國汽車連接器市場規模同比增長 21% 至 43 億美元，隨着汽車消費刺激政策的出臺及新能源車快速普及帶來的單車連接 器價值量提升，中國汽車連接器市場規模有望迎來快速提升。分地區來看，根據 Bishop & Associates 數據，中國汽車連接器市場份額佔全球比重大約四分之一。從 車內應用領域來看，舒適娛樂價值佔比最高，達 31.2%；動力總成及安全分別佔比 22.8%、17.9%。

汽車連接器包括低壓、高壓及高速連接器三類，用於車內不同場景。從產業鏈角度 來看，連接器廠商從上游採購金屬材料、電鍍材料、塑膠材料等通過加工、壓鑄等 工藝組裝成連接器產品供給下游通信設備、汽車、消費電子等領域的客戶。低壓連 接器是傳統燃油車廣泛使用的連接器，用於低於 14V 的三電系統。高壓連接器用於 實現 60-380V 的電壓傳輸和 10-300A的電流傳輸，主要用於新能源汽車的電池、 PDU、OBC 等。高速連接器包括 FAKRA、Mini-FAKRA、HSD、以太網等，主要用 於對數據傳輸要求大的信息娛樂系統、導航與輔助系統、攝像頭、傳感器等。市場 競爭者方面，國外爲泰科、矢崎、安費諾、安波福等，國內領先廠商包括瑞可達、 鼎通科技、徠木股份、中航光電等。

本土連接器廠商有望受益新能車快速發展新機遇，依靠本土優勢提升市場份額。與 傳統燃油車相比，新能源汽車由於使用應用交流電機導致電磁干擾強烈，爲保證線 束可靠性在設計時必須考慮電磁干擾性，汽車線束將從原料材質、生產工藝、產品 特性方面尋求升級突破，實現高壓化和抗電磁干擾發展汽車滲透率的快速提升，使 汽車線束市場由低成本戰略市場逐步轉爲技術含量更高的性價比市場。我國本土部 分優質的線束企業已在高壓線束的設計開發領域實現技術突破，擁有領先的研發實 力，發展潛力巨大。前瞻產業研究院預測，2023 年我國新能源汽車連接器市場規模 將達到 81.17 億元，2018-2023 年年複合增長率達 17.26%。

6.4. 高精度定位單元成 L3 發展剛需，傳統導航企業轉型切入

北斗大規模建設疊加下游高景氣度需求，我國高精度定位市場快速成長。根據《2022 年中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》，2021 年我國衛星導航定位終端產品 銷量達 5.1 億臺，其中 3.43 億臺智能手機，477 萬汽車前裝終端，681 萬汽車後裝終 端；安裝農機自動駕駛系統超 10 萬臺；用於無人機、農機自動駕駛、智能網聯汽車、 測繪儀器、機器人等場景的釐米級高精度芯片、模塊和板卡年出貨量超 120 萬。高 精度應用終端總銷量近 170 萬臺，國產率超 70%。北斗建設及下游高景氣度需求催 化下，我國高精度相關產品市場規模從 2010 年的 11 億元至 2021 年的 151.9 億元，年均複合增長率達 27%。

首部支持 L3 上路的法規落地，車規高精度定位單元搭載進一步提速。國內首部支 持 L3+等高自動駕駛等級智能網聯汽車上路的法規將於《深圳經濟特區智能網聯汽 車管理條例》自 2022 年 8 月 1 日起施行。法規對權責進行了明晰：有駕駛人的由駕 駛人承擔責任。法規的施行將推動 L3+智能網聯汽車的落地，而 L3 標配的高精度 定位單元將迎來加速發展契機。我國目前大多數自動駕駛方案以激光雷達+視覺+高 精度地圖定位爲主，市面上 L2+車型絕大部分可選裝或標配高精度定位模塊，對於 L3+的自動駕駛，高精度定位將必不可少，隨着《條例》的落地，車載高精度定位將 迎來快速增長。

7.重點公司分析

7.1. 中科創達：汽車軟件持續受益架構集中化開發需求

汽車中央計算架構帶來軟件開發增量需求。目前市場上主流的功能域架構已日趨成 熟、產業鏈不斷完善；而在功能、算力、ECU 數量不斷增加的背景下，對下一代 HPC 中央計算架構的需求迫在眉睫。通過計算與控制的分離實現更高的可擴展性和可維 護性，而這個過程中對軟件的開發量將顯著增長，中科創達憑藉深厚的技術功底和 操作系統開發經驗，有望深度參與到主機廠引導的 HPC 架構產業鏈中提供基礎軟件層，成爲軟件定義汽車浪潮中不可或缺的一環。

賽道景氣度持續向好，生態完善壁壘高。創達業務所涵蓋的智能手機、物聯網和智 能網聯汽車三大板塊，除智能手機進入存量替代階段外，物聯網和智能網聯汽車均 處於蓬勃發展時期，滲透率較低，增長潛力巨大。此外，中科創達產業鏈長期合作 生態壁壘顯著，其深度合作伙伴高通進軍智能駕駛業務的步伐堅定，智能座艙芯片 已成效顯著，智能駕駛芯片也緊追對手。高通車規芯片放量利好創達智能駕駛業務。

7.2. 德賽西威：大算力域控先發優勢，智能駕駛業績高速釋放

智能駕駛域控制器快速放量助力業績高速增長。公司前瞻性佈局 ADAS 領域成效盡 顯，在大算力自動駕駛域控制器領域一騎絕塵。公司搭載英偉達 Orin 芯片的 IPU04 域控制器已定點小鵬 G9、理想 L9、蔚來 ET7/ET5/ES7 等頭部智能電動車型，2022 年下半年隨着新車型正式發佈並逐步量產交付。作爲最早實現英偉達大算力芯片方 案域控制器量產的供應商，公司已經在技術驗證方面實現領先，我們認爲公司將憑 借先發及客戶優勢，繼續保持智能駕駛業務快速增長態勢。

7.3. 經緯恆潤：ADAS 領域龍頭，充分受益汽車智能網聯化趨勢

公司是中國乘用車 ADAS（前視系統）市場頭部廠商中唯一一家國內企業，在國內 供應商中處於領先地位，具備較高的市場認可度和品牌影響力。根據佐斯汽研數據， 2020 年中國乘用車新車 ADAS 市場份額絕大部分由外國公司佔據，其中日本電裝、 博世、安波福、科世達和松下佔據了 74.2%的市場份額，經緯恆潤憑藉 17.8 萬輛的 裝車輛成爲唯一一家上榜的國內廠商，市場份額 3.6%，在國內 ADAS 供應商中處 於絕對領先地位。在國內自主品牌乘用車 ADAS 市場中，公司競爭優勢更加顯著， 2020 年以 16.7%的市場份額排名第二，僅次於博世的 43.3%。

7.4. 華測導航：有望成爲汽車高精度組合導航定位單元國內龍頭

智駕組合導航系統持續定點，產品獲得產業鏈廣泛認可。公司依託 GNSS 定位導航 技術進軍汽車高精度導航領域，其車載緊耦合算法結合了 GNSS 高精度和慣導不受 外界影響的優點，半遮擋及全遮擋環境下位置推算精度高，固定恢復時間快，目前已成哪吒汽車、吉利路特斯、比亞迪和長城的自動駕駛位置單元定點供應商，預計 2022 年開始出貨。陸續獲得多個定點彰顯了公司智駕組合導航系統的技術實力和客 戶認可度，車規高精度定位有望成爲公司新的增長引擎。

北斗三號正式開通，需求逐步釋放。2020 年北斗三號導航系統正式開通，驅動下游 產業蓬勃發展，公司的農機、防災、設備類業務有望受益放量。公司新一代農機自 動駕駛產品 NX510 已與部分主機廠深度合作；普適性地質災害檢測方案於全國近 5000 處隱患點部署 2 萬臺監測預警設備，市佔率保持領先；五星十六頻 RTK 產品 競爭力行業領先並獲快速推廣。

7.5. 瑞可達：新能源汽車連接器龍頭供應商

產品品類豐富，優質新能車連接器供應商。瑞可達作爲新能源汽車連接器的優質供 應商，產品品類齊全，矩陣豐富。公司新能源汽車連接器產品主要包括高壓連接器、 高壓線束總成、PDU/BDU（電源分配單元總成）、MSD（手動維護開關）、充電接口 /充電槍座、銅排及疊層母排、信號類連接器產品等。

優質客戶塑造護城河，充分受益新能源快速發展需求。瑞可達主要客戶包括美國 T 公司、蔚來汽車、上汽集團、長安汽車、奇瑞汽車、寧德時代、鵬輝能源等。在汽 車領域與國內頭部新勢力蔚來及頭部主機廠上汽、長安均有合作，有望受益配套新 能源車型出貨量快速提升，迅速提升市場份額，實現業績高速增長。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。