智能座舱:车厂客户体验胜负手

（以下内容从国泰君安《智能座舱:车厂客户体验胜负手》研报附件原文摘录）
　　This browser does not support music or audio playback. Please play it in Weixin or another browser. 戏说人生 音乐： 罗文 - 戏假情真 行业培训系列 今天汇报分为五大部分，第一部分回顾智能座舱发展的情况，第二部分是对智能座舱大的趋势进行分析，第三部分讲述在大趋势下一芯多屏成为主流，第四部分介绍智能座舱芯片领域的龙头企业，第五部分对智能座舱软件各个环节进行简单的回顾。 1、2030年汽车电子及软件市场规模有望达到4690亿美元 首先第一部分，对智能座舱的发展情况进行简单的介绍。第1个阶段是硬件1.0时代，也就是基础的硬件娱乐功能时代。这个时代始于1924年雪佛兰生产第1辆配备收音机的汽车，此后，我们看到像福特、摩托罗拉等开发出了一些带基础功能的汽车。紧接着是硬件2.0时代，即本地的娱乐导航功能的时代始于上世纪的90年代，此时座舱的一些辅助功能会以按键的形式操作。那么再往下就是我们常说的软件1.0时代，始于2010年左右，诸如显示屏等座舱设备基本上变成触摸模式，并且衍生出了很多的新的应用如说卫星导航、影音娱乐、语音等。接下来是软件2.0时代，也就是我们说的智能网联车机的时代，始于2019年，随着5G和云端技术的发展，智能座舱有两个标志性趋势，即万物互联、个性化互联，整体会朝着智能网联汽车方向发展。此时智能座舱域和驾驶域有交叉，就是因为从L0到L2阶段，它是一个辅助驾驶的时代；到L3阶段，它是人机共享共同决策阶段；到L4、L5阶段，更多的是由机器由车机来对车进行决策。这其实是驾驶域等级的上升。对座舱域而言，随着自动驾驶等级的提升如脱手脱脚到最后脱眼等，人在座舱里的状态会发生变化。 全球包括软硬件的汽车电子的整体空间的规模。据麦肯锡总结，2020年大概是2,380亿美元，到2030年时预计会到达到4,700亿美元，整体的复合增速是7%，但是中国增速会比较快，而且中国的行业内占比相对来讲会比较高。 2、交互属性激增，大屏化、多屏化趋势明显 接下来是第二部分，介绍现在智能座舱的情况及变化原因。从宏观来说，传统汽车工业已经高度成熟，逐渐由卖方市场转变为买方市场。在卖方市场环境下行业发展的主要原因是技术的突破，包括产品的打磨。但是当进入买方市场之后，行业的发展驱动力变成了消费者的需求变化。像我们发现80%的消费者认为智能座舱能提高其自身的购车兴趣。而且现在座舱智能化的体验越来越成为了整体消费者选择一款车还是不选择一款车的一个核心因素。我们最近也可以看到，像比如理想L9、长安的深蓝等最近发的一系列汽车，基本上在发布会上强调的都是驾驶域如上了多少新的功能、三电如续航、座舱如芯片与功能。我们发现我国的消费者整体在在买车的时候座舱的科技因素占比还是很高的。 而随着这种消费者需求的升级，座舱会被赋予更强的交互属性，即整体消费者对于汽车的认知逐渐从一个单一的交通工具向一个第三空间转变。尤其像比如说很多的中年男性经常会在车里呆一段时间，整体座舱正是实现空间塑造的核心载体。这真正会对汽车座舱整体的发展的趋势与状态产生影响，最明显的是随着座舱交互属性的提高，整体的全液晶仪表盘与中控屏的渗透率在快速上升。基本上在2021年左右，配备全液晶仪表盘的车型达到了40%多，而在2017年仅有大概2.4%的渗透率，相当于平均每年提升10个点。同时中控屏现在基本上已经实现标配，到2021年的时候已经有80%以上的渗透率，平均也是每年上升将近20个点。 在这种屏幕渗透率快速上升的同时，我们会看到非常明显的趋势，即整体的大屏化和多屏化的趋势。首先在大屏化方面我们会发现，整体到2021年时，液晶仪表盘的平均尺寸是9.2英寸左右，且车辆越高端，仪表盘平均尺寸越大，像售价在30万以上的车的液晶仪表盘的平均尺寸在11.2英寸左右，而10万元以下的车的液晶仪表盘基本上是在6.5英寸以下。中控屏是类似的情况，在2021年时平均尺寸在10.5英寸左右，基本上30万以上的车中控屏平均尺寸会到11英寸而10万元钱以下的车在9.5英寸左右。车型越高端，整体的大屏化的趋势啊会越明显，接下来可能逐渐向中低档的车型进行渗透。 另外一个趋势就是多屏化。如中控多屏即搭载两块或者更多的中控屏、座舱连屏即把车内的屏幕采用近似一体化的设计并排连接布置。2020年-2021年采用中控多屏与座舱连屏解决方案的车型越来越多并上市。根据第3方的数据，在2025年时大概会有4%的车型至少会搭载三块及以上数量的屏幕，当然这个统计不含仪表、后视镜等，那么到2030年的时候，这个比例大概会上升到19%。 3、多屏化趋势下，一芯多屏渐成主流 整体的大屏化、多屏化的趋势下，一芯多屏会成为主流，这个是才是真正影响软件行业的一个非常关键的因素。我们的电子电气架构在前期主要是分布式，在各个阶段之间进行复杂程度的增加。但是现在逐渐向集中化趋势演变。这种电子电气架构的改变在座舱里面体现在是否是一芯多屏。整体在多屏化的趋势下有两个方案，一个方案是多芯多屏，一个是一芯多屏，后者在很多方面都会有优势。像比如说性能啊，包括经济性啊，包括安全性啊。首先是性能上，因为现座舱的交互需求越来越旺盛，整体对于信号传输的这种实质性的要求会越来越高，此时一芯多屏就有其中一个优势了，因为一芯多屏方案里边的信号传输是在芯片内部完成的，它的通信时间会被大幅度压缩，此时就很容易打破由于信号传输延迟而导致的性能的局限。其次从成本上，我们其实也可以看到单芯片的方案整体系统的总成本也是更低的的。最后就是从安全性上分析，由于一芯多屏的方案用的电子元器件的数量会更少，整体的系统的复杂度降低，系统的可靠性上升。所以实际上整体的多芯多屏方案相对来讲更像是一个从单芯单屏向一星多品过度的一个阶段。 一芯多屏有两种路线，一种是HIPERVISER方案，一种是硬件隔离。硬件隔离的方案通过分区的方式把SOC芯片的资源做一个划分，但是各个分区之间硬件资源是独立使用的，不能共享。这种方案的好处就在于硬件资源的分配包括管理得到了一定程度的简化，所以相应的软件的开发难度会比较低一些，周期会短一些，安全性会好一些。但是缺点就在于其对于硬件的资源没有办法去做一个动态的调节。另外一种路线就是HIPERVISER方案，相当于作为一个硬件设备跟操作系统之间的一个软件层，对硬件的资源进行一个调度和分配。那么这样的情况下，整体的多个系统其实是可以实现一个硬件资源共用的。这种情况现在逐渐成为主流。 4、智能座舱芯片：高通处于领导者地位 提到一芯多屏，整体的座舱芯片玩家主要有两类，即传统的汽车电子厂商，和消费电子厂商。现在在这个市场里边，基本上就是高通一家独大的局面。到8155这一代基本上会占到70%~80%的份额，基本上在行业内是一个天花板的存在，不太有可能继续往上走了。因为实际上车厂一般都会至少选两个平台做备用方案，因为涉及到供应链问题。但是毫无疑问啊，现在整体的高通在座舱域这个生态的地位已经非常稳固了。根据我们产业调研的结果，对于一芯多屏的数字座舱方案，高通占90%以上，且这种趋势我们认为还会延续下去。因为实际上在2021年的Q4的时候，当时高通发了8295，其实每一代芯片都是有它的开发授权费，在车厂选8155还没有赚到钱的时候，有很多的车厂就选择了8295，这本身又花了一新的钱。这本身就意味着大家对于座舱算力的需求是非常旺盛的，包括对于高通的认可度也非常高。 5、智能座舱软件：操作系统、中间件、设计工具链各环节均将受益 我们首先看一下它的规模。麦肯锡的数据显示，全球的汽车软件市场规模到 2030 年的时候大概是能到 840 亿美元，而 2020 年来自于麦肯锡的数据是大概 340 亿美元。所以汽车软件市场整体将有较快的增长。而且，操作系统和中间件的复合增速比行业要更高。 那么，整体所谓的智能座舱软件其实它包括哪些内容呢？我们认为，和投资相关的主要是这几个方面：操作系统、中间件、UI 设计等，这些和上市公司比较相关的。比如说创达，就同时涉及到这三方面。高通在做完一代基线之后会形成一个流片版本，在这个基础上创达会去帮高通做一些虚拟化的东西，在这个基础上会做一些更多的软件，像比如说软件框架，包括有一些中间件。然后再就是 UI 设计的部分，即我们看到的这一层。 下面我们会分别来看整体的操作系统、中间件与 UI 设计。 操作系统方面，昨天和大家重点讲过，所以今天我们更多谈一下整体的座舱操作系统的特殊性，它和其他系统，比如说手机等的区别。实际上手机是一个单操作系统，而车则不太一样，车是一个复杂终端，车的操作系统是一个打包的概念，而不是一个单操作系统。这是因为，不同的功能模块对于功能安全的要求是不一样的。对于每一个模块，它的特点也是不一样的。比如说，我们要做一个信息娱乐系统，那么我们需要的是开发者生态好，然后开发者越来越多，上面能搭载更多App的系统。那么很显然，Linux，包括安卓，就是一个非常合适的操作系统。 反过来，如果说我们要做的是仪表，那仪表我们需要什么呢？因为仪表直接和我们的驾驶安全相关，它需要非常高的安全性和稳定性，要求良好的实时，那QNX就很合适。QNX是一个安全性、稳定性非常高的操作系统，它是全球第一个通过ISO26262 认证的 COD 级别的一个车载操作系统，所以它就经常被用到仪表上。 这个其实从全球来看，商业性功能安全操作系统基本上有两家最强，一家是QNX，另外一家叫 gray hills。但是我们在国内基本上只能听到 QNX ，这其实因为gray hills 是一个美国公司，而且跟美国的军方合作相对比较多一些。所以进入中国比较困难。那么这里还涉及到一个QNX和 Linux 对比的角度，我们也可以看到，座舱的交互属性越来越高。我们前面已经提到了， QNX非常适合做低时延仪表，那么反过来安卓就非常适合做ivi 。因此QNX和安卓和 Linux 并不是完全替代的竞争关系，它们的特点完全不一样。虽然第三方经常会把它们画到一个图里。比如他们会说到 23 年，Linux 包括安卓，在整体的车载操作系统里边的份额会超过 QNX，但是这其实表现的是座舱的交互属性在增强，拥有这种完善生态的操作系统会被越来越多的应用上车。 接下来其实就是我们提到中间件。中间件是一个比较泛的概念，种类比较多，今天我们就简化一下，就是单纯拿一个模块来看，就是上市公司经常涉及的视觉模块。 我们可能最常见的功能是 DMS 和 OMS 等等这些东西。比如理想L9、长安深蓝SL03就有这些。DMS 是驾驶员监控系统，比如说司机师傅驾驶疲劳了，DMS 系统就会对师傅的疲劳程度有个判断，当他认为你疲劳的时候，他就会提示你休息一下或至少清醒一下。第二个叫 OMS乘客监控系统。我们经常可能会看到新闻说可能有一些家长他可能比较粗心，然后就下车的时候把孩子落在车子后座，导致事故发生。或者说我们后排坐车下车的时候把手机落在后座上。出现这种情况的时候，OMS系统就会来提示你。 这里会有很多的功能模块，比如说 face ID ，视觉互动等等。关于这一块的上市公司我们后期会有专门的培训。我们认为这个赛道其实就非常明确，它有几个方面的竞争关键点，谁将来能发展得比较好。 第一个，数据量和算法质量比较重要。实际上整体的图像识别是包含机器视觉和计算机视觉的。机器视觉在识别某个图像的时候，其实它不需要知道这个东西是什么，他只需要去做标定。那么经过训练之后，系统在看到新的图片的时候，它就可以判断它和之前的那种样张的相似度，所以从而对新图片进行识别。那么计算机视觉，它会先描绘出路标这些轮廓的特征。那描述出来的时候，检测的时候就直接去做识别。那所以这两种非常强调算法的质量，尤其是车的硬件条件不如手机，虽然大家经常会提，比如说 8155 的算力，到下一代 8295的算力。但是其实算力哪怕到 8295 那一代，对于座舱而言可能依然不够。为什么呢？之前提到，手机是一个单操作系统。比如说我要拍照，那这个时候其他的模块在后台就被挂起或关闭了。但是对车来说，可能DMS、OMS、抬头显示HUD、ivi 等会一起打开，所以实际上具体到每个模块，它分到的硬件资源和算力其实都是不够的，所以对算法的质量要求比较高。 第二个关键点就是工程化的能力。车载视觉公司不光需要技术实力，也需要非常强的工程化能力。因为实际上车载视觉模块的提供商需要和主机厂等进行大量的开发、适配的工作。这个周期比较长的，一般会超过一年。那么如果在这个过程中工程化能力不太行的话，比如说做了一个烂尾项目，后续就非常难，因为整体的汽车车厂整体偏谨慎的啊，所以一旦你和某家车厂做了一些烂尾项目，以后基本上就失去了它的业务。 第三个就是跟海外 Tier 1 的一个合作的情况。当然我们现阶段基本上讨论的是国内市场，但是将来如果是我们要讲往外走的故事，这个时候和海外主流的 Tier 1 合作的情况就非常重要，因为我们知道，整体车厂其实是非常稳定的供应链体系。可能我有 78 分，但是人家只有 75 分，但是人家和车厂常年合作，知根知底，这个时候车厂很有可能还是继续选择那个供应商。所以如果说将来国内的这些玩家想要进入海外市场，我觉得和海外主流的 Tier 1 的合作情况会比较重要。 当然还有一个比较重要的点，就是对于整体的高通体系的一个 know how。我们在资本市场会提到，比如说中科创达和高通的绑定关系，虹软和高通的绑定关系，包括西威和英伟达的绑定关系。这个绑定关系究竟指的是什么？其实它并不是说谁跟谁之间有排他协议。这种绑定关系会在客观上形成，对于一个行业，对于一类 IP 的 know how，才是绑定的核心。我们知道，像高通英伟达这些 IP 厂商，它的迭代都是有延续性的。就比如说你高通的 820a 到 8155 再到8295，它们都是迭代关系。所以当你某一个厂商合作非常久之后，你会发现你比别人更懂这个芯片，或者说更懂这一类 IP，这是非常重要的一个优势。一旦你有这种 know how 之后，就意味着一旦车厂选择了某个芯片玩家，比如说高通，那这个时候对于创达或者虹软来讲，它们就能拿出更好的解决方案。这个是因为 knowhow 在，而不单纯因为他们跟高通的关系好。 除了中间件其实我们还会看到就是 UI 设计的工具链，这部分也是非常常见的一部分。像比如说汽车的 HMI 的设计，可以理解成人和汽车之间的人机交互界面。像我们常见的大屏、按钮、开关、语音等，在做这些设计的时候，你会需要一个设计集成的软件，通过这类软件，设计师可以快速得到一个设计结果，并评估方案可行性。也就是各个行业都会说的“所见即所得”。实际上 UI 设计工具市场非常有意思，它的玩家其实非常广，像 QT 是比较传统的公司，它覆盖了汽车、医疗、消费电子等很多领域；同时还有一些游戏公司，比如Unity和Unreal，在游戏、家装等领域我们都会看到这类公司。这种公司依托游戏的引擎，往各个行业切入，他们有很多优点，比如重力模拟等。还有一类是 Rightware。它是 2009 年在芬兰成立的公司，现在已经被创达收购了，最主要的产品是Kanzi系列，我们讲创达的时候会重点提到。这几年Kanzi 整体的份额提升得非常快。根据我们的调研结果，在创达收购Rightware前，Kanzi的市占率基本上也就 20% 左右。但是现在可能超过了 50%。因为收购后创达提供的除了Kanzi之外，还有创达的，人力外包、座仓操作系统的定制、一些中间件等，构成了一个完整的方案，这有助于主机厂选择 Kanzi。从这个角度来看，我们认为 Kanzi未来还会保持较高份额。 刚才我们分别来看了一下整体操作系统、中间件、 UI 设计工具链等这些行业的一个状况。如果我们把它们作为整体来看，接下来几年，座舱软件这边大的趋势会是什么？我们认为其实主要是有两个大的趋势，一是现有模块的渗透率提升。这部分主要是指的中间件这一部分。之前讲中间件的时候提到的 DMS 、OMS等等这些模块。大家对 DMS 可能是最熟悉的，也有很多关于是否侵犯司机隐私的讨论。但根据我们的数据，21 年它的渗透率不到 5% 。为什么大家讨论这么多却只有 5% 不到呢？这是因为这些模块在 2018 年下半年到 2019 年上半年被定义出来，而一代车的研发周期是两到三年，所以这些车会陆续在今年量产。未来两年这些车型的渗透率会提高，因此这些模块的渗透率会有比较大的增加。 二是随着交互属性的增加，越来越多的模块会出现，座舱也会越来越复杂，这个对于不同的部分都有影响。比如说座舱越来越复杂之后，一些底层的软件的价值量会上升，因为复杂度会上升，于是开发费会增加。对于中间件，它会有越来越多的新功能模块出来，之前提到的 DMS、OMS都是前几年被定义的，而这几年又有越来越多的模块被定义出来。我们之后我们聊虹软时也会聊这个事情，比如说车开得很快时，车上拍摄车外会很糊，但是拿车载摄像头能拍清楚的，也就是把车当成一个大的三脚架来用。像这种功能模块其实就是这一两年才开始出现的，还没有走到上车的那个环节。随着我们看到从 820a 到 8155 再到8295，我们会发现座舱的集中度在增加，同时整体的座舱芯片的算力在快速上升，算力大了之后就能够搭载更多的功能模块。 总结一下。其实我们今天主要是跟大家汇报了几个内容，第一方面是整体分享了一下座舱的发展历史，紧接着就是现在座舱的情况，座舱的交互属性在快速上升。然后在这种情况下，大屏化多屏化趋势非常明显的。那么在大屏化多屏化的趋势下，在整体的架构上我们会看到就是一芯多屏越来越成为一个主流。那么提到一芯多屏，我们就得提到第四部分就是整体的高通的芯片，从座舱芯片我们又衍生出来，从芯片往上我们就讨论了今天的主体，也就是智能座舱软件的内容，包括操作系统、中间件、设计工具链这几部分的行业情况。最后我们又整体看了一下智能座舱软件的发展的趋势。这就是今天主要的内容。 合规声明：本文节选自国君计算机团队行业沙龙纪要，如需纪要全文请后台留言。 - end - 欢迎加入产业交流群！ 欢迎所有对计算机产业研究和投资感兴趣的盆友（包括云计算、网络安全、医疗IT、金融科技、人工智能、自动驾驶等）后台留言加入我们的产业交流群。我们的目标是建立系统的计算机产业研究框架，提高整个A股的IT行业研究水平，减少韭菜数量，普度众生。 智能汽车研究框架（670页PPT） 智能座舱 汽车芯片 汽车操作系统 域控制器 特斯拉 中科创达 激光雷达 人工智能及自动驾驶相关报告 1. 如何研究一家AI公司？ 2. 从汽车业务商业模式看中科创达和人力外包公司的不同 3. 中科创达：汽车“四化”下加速成长 4. 三谈中科创达：做事情眼光最重要 5. 智能座舱：智能汽车产业大变局中的投资机遇（40页深度） 6. 德赛西威：领先的汽车电子玩家，未来出行变革创领者（深度） 7. 科大讯飞：个性化学习手册改变了什么？（深度） 8. 科大讯飞：你绝对没见过的区域型订单详细拆解（深度） 9. 科大讯飞核心竞争力与增长点分析（50页PPT） 10. 科大讯飞：疫情防控让教育订单商业模式发生怎样的变化？ 11. 从Nuance的沉浮看科大讯飞的核心竞争力 12. 格灵深瞳：技术领先到商业落地，计算机视觉场景为王（深度） 13. 一张图看懂AI公司 14. 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