自動駕駛六大趨勢: 趨勢一:政策、技術驅動下,ADAS 滲透率快速提升; 趨勢二:傳統分布式電子電氣架構向集中式轉變; 趨勢三:軟硬件解耦降低研發成本,構建汽車軟件生態; 趨勢四:OTA升級將完成自動駕駛最佳實踐,構建汽車軟件生態; 趨勢五:傳統車企重心向軟件轉移,多向合作求優勢互補+規模效應;
趨勢六:格局生態化,三大路徑初見端倪趨勢一:政策、技術驅動下,ADAS 滲透率快速提升 感知層、判斷層核心部件成本快速下降,預計十年后整車成本降幅可達50%。多傳感器融合成趨勢,激光雷達、毫米波雷達及攝像頭之間的互補能保證信息獲取充分,隨技術進步成本快速下降。其中,激光雷達市場競爭日益白熱化,提供平價產品、加速商業化應用已成為發展趨勢; Velodyne HDL-64E 售價高達 80000 美元,而 2020CES 中 Robosense、博世、鐳神智能、 Innovusion 等企業發布的新產品價格不斷下探,Velodyne 旗下 Velabit 大規模生產后價格僅為 100 美元左右。 芯片及計算平臺等判斷層標準化硬件的成本由于規模效應快速下降。根據 Yole Development,目前一輛自動駕駛汽車的成本在 19 萬美元,到 2032 這一成本將降至 9.5 萬美元。
ADAS 正由高端向中低端市場滲透,預計 2030 年自動駕駛滲透率將達 90%。2018 年國內 ADAS 市場中新能源汽車占比近 70%,而傳統燃油車僅占 30%左右,ADAS 功能在新能源汽車上的搭載率遠高于傳統燃油車,正由高端向中低端市場滲透。根據最新發布的《智能網聯汽車技術路線圖 2.0》。 我國到2025 年 Level 2、Level 3 級別自動駕駛新車銷量占比將達 50%,2030 年占比將達 70%、Level 4 級別車型占比將達 20%。據 Markets and Markets,ADAS 市場預計 2020 年到 2030 年復合增長率為 11.9%,將從 270 億美元增至 831 億美元。
趨勢二:傳統分布式電子電氣架構向集中式轉變 傳統分布式電子電氣架構造成大量算力浪費,亟需向跨域集中式轉變。汽車電子電氣架構(Electronic and Electrical Architecture,EEA)最初由德爾福公司提出,用于定義汽車 5 個子系統下多個電控單元(ECU)間的連接方式與網絡拓撲結構。 其中,傳統分布式電子電氣架構主要用于 Level 0 - 2 級別車型,采用分布式的控制單元,資源協同性較低,屬于硬件定義汽車階段; 域控制器電子電氣架構主要用于 Level 3 及以上級別車型,通過整合域控制器實現分散車輛硬件間的信息互通和資源共享,軟件可升級、硬件和傳感器可更換拓展,屬于過渡形態; 集中式電子電氣架構則用于車載電腦級別車型,集成化趨勢將消減大部分 ECU,傳感器與執行器受中央計算單元支配,到達軟件定義汽車階段。 在自動駕駛賽道,感知層眾多傳感器帶來的大量數據亟需高算力芯片、可復用框架及可統一 OTA 支持,集中式電子電氣架構轉型需求強烈。據麥肯錫《汽車軟件與電子 2030》,電子電氣架構市場預計 2020 年到 2030 年復合增長率為 7%,將從 2180 億美元增至 4190 億美元。
趨勢三:軟硬件解耦降低研發成本,構建汽車軟件生態 過高的研發成本促進軟硬件解耦。傳統汽車采用分布式電子電氣架構,底層復雜,控制器的軟硬件高度耦合,每當更換硬件時,都需要對 ECU 的軟件進行大規模修改及大量測試認證。整車開發周期過長,車型改款或迭代升級的研發成本過高。 軟硬件在開發周期、技術領域上的差別也給研發帶來較大阻力。其中,軟、硬件開發周期分別為 2-3 年、5-7 年,技術上分別偏向互聯網、制造業。解耦后,軟硬件并行開發可加快新車型上市速度,降低集成、測試工作量;手工代碼量、測試驗證負擔減小,開發錯誤減少,顯著縮減研發成本。
作為軟件定義汽車的硬件基礎,跨域集中式電子電氣架構可促進軟硬件解耦,支持自動駕駛軟件持續更新升級,擴展商業想象空間。軟件可跨平臺復用,標準化的數據交換格式便于交流、合作與更新。 車企可通過聯盟建立經過認證的軟件應用商店,構建軟件生態。整車常規保養中軟件維護的概念被弱化,OTA 升級成趨勢,車主無需奔赴 4S 店即可從商店提取應用適配到目標車輛上,快速提升單車價值感和客戶體驗。
現有三種軟硬件解耦的模式,分別是基于分布式架構的 AUTOSAR 規范、基于集中式架構的特斯拉 CCM 中央計算模塊與完全獨立于底層硬件開發軟件的安波福 SVA 架構。 1)基于集中式架構的特斯拉 CCM 中央計算模塊 特斯拉構建了一整套完整的軟件系統,用 CCM 中央計算模塊將 4G 模塊、 ADAS 域控制器和智能座艙的計算單元整合在一塊“中央計算平臺”上,打破原有硬件配置局限——這比 AUTOSAR 的做法更進一步。 2)完全獨立于底層硬件開發軟件的安波福 SVA 架構 為了滿足自動駕駛和電氣化對整車電子電氣架構高安全性、高算力的要求,安波福提出了由動力數據中心、統一供電和數據主干網及中央計算集群三個部分構成的 SVA 架構,具有軟硬件分離、輸入/輸出端與中央計算分離、計算中心充當服務器的特點,可通過 OTA 更新升級。
趨勢四:OTA升級將完成自動駕駛最佳實踐,構建汽車軟件生態 加速自動駕駛級別迭代,OTA 升級極大改善用戶體驗。OTA (Over the Air) 是指通過網絡連接實現終端內存儲數據的更新,進而改善終端的功能和服務的技術。 汽車 OTA 主要分為 FOTA(Firmware-over-the-air,固件在線升級)和 SOTA(Software-over-the-air,軟件在線升級)兩類,分別指完整的系統性更新與迭代更新的升級。 通過 OTA 升級不僅可以減少召回成本、便捷修復軟件缺陷,還能縮短上市周期、提高用戶粘性、促進雙向交流。據 Megan,OTA 升級市場預計 2019 年到 2027 年復合增長率為 17.94%,將從 22.5 億美元增至 84.2 億美元。
特斯拉作為 OTA 全面領先者,利用其集中式電子電氣架構的優勢,在汽車上預先搭載超期性 Level 5 級別硬件,通過推出自動駕駛升級軟件來解鎖新功能。 2012 年 9 月,Model S 進行了第一次整車 OTA 升級,此后以固定頻率保持更新,開創了 OTA 升級的先河。特斯拉率先將軟件升級送到車輛內的車載通訊單元、更新車機類軟件,直接將軟件增補程序傳送至有關ECU,通過 OTA 的方式改善車輛的底盤、信息娛樂、電池續航、ADAS 乃至自動駕駛等多項功能。 同時獨創軟件付費模式,推出 6.4 萬元的 FSD 選裝軟件包、2000 美元的“ Acceleration Boost” 動力性能加速升級包等。其后,豐田、大眾、福特、沃爾沃等整車廠及理想、小鵬、蔚來等造車新勢力廣泛布局 OTA 技術。
趨勢五:傳統車企重心向軟件轉移,多向合作求優勢互補+規模效應 傳統車企資源向軟件傾斜,通過多種方式構建自有軟件團隊。技術發展、政策出臺推動汽車智能網聯進程,車規芯片算力和功耗決定智能汽車性能,電子電氣架構從分布式向集中式轉變,域控制器成為核心能力;汽車供應鏈扁平化,整車廠/ Tier 1/ Tier 2 的線性關系轉變成整車廠/ Tier N 的網狀關系,主導權從供應商向車企歸集。 與硬件決定汽車時代不同,整車廠的工作不再局限于集成多個部件供應商提供的多個分散 ECU,而是對管理、研發核心軟件的能力提出了更高的要求,產業價值向軟件研發、后市場兩頭集中。據麥肯錫,在“新四化“趨勢的影響下,到 2030 年,預計有 1000 億歐元將沿著價值鏈進行再分配。 因此,傳統車企重心向軟件轉移,沃爾沃、豐田、上汽等選擇設立軟件相關子公司,寶馬、廣汽等同軟件背景企業合資合作,大眾、雷諾日產等在內部設立軟件相關新部門。
自動駕駛賽道所需技術過深過長,傳統車企多向合作以求優勢互補+規模效應。在技術研發上加大資源投入同時尋求對外合作,聯盟化有助于傳統車企發揮整車生產優勢,加快推進自動駕駛汽車的量產。 目前主要有三種聯盟類型,包括車企間聯盟、車企與頭部自動駕駛公司聯盟及車企與 Tier 1 合資聯盟等。
趨勢六:格局生態化,三大路徑初見端倪 自動駕駛為已處于穩態的汽車行業提供新入口,競爭、變革將以生態為單位。以 Waymo 為代表的單車智能全線自研+完全無人駕駛、以百度為代表的車路協同+合作平臺化、以特斯拉為代表的 Level up + 影子模式三大路徑初見端倪,今后自動駕駛的競爭將是生態間的競爭。 1)以 Waymo 為代表的單車智能全線自研+完全無人駕駛 歐美缺乏有效的主導方角色推進車路協同中的路側基礎設施建設,因此以Waymo 為代表的自動駕駛龍頭主要專注于研發單車智能技術。 而 Waymo 堅持全方位自主研發,掌握了包括高精地圖、硬件設備和軟件系統在內的所有核心技術,并采用虛實結合的路測方針一定程度上克服了直接從 Level 4 級別做起的路況數據缺乏問題。 根據 DMV 自動駕駛接管報告數據,Waymo連續多次在路測里程、接管次數、路測車輛等關鍵指標上取得傲人的成績。
我們認為,Waymo 全線自研的做法為今后多角色發展奠定了基礎。宣布對外出售激光雷達、第五代自動駕駛軟硬套件已表達了成為車企乙方的可能性,組建自有運營團隊以堅持推進自動駕駛、卡車貨運等業務也向產業明示了主導新一代共享出行的意愿。 首輪對外融資后,我們預測 Waymo 將利用現有技術及資金優勢快速多線推進主打業務,搶先在美國多個已路測的地區鋪開服務、獲取消費者信任,并同時推動監管層立法。 形成規模后,有望與母公司旗下的谷歌、YouTube等兄弟公司的廣告、媒體、娛樂業務形成巨大協同,打造具有強烈Alphabet 風格的“生活第三空間”。具體的業務分析拆解及預測詳見第四部分。
2)以百度為代表的合作平臺化+車路協同 與 Waymo 不同,早期百度就明晰了車企乙方的自我定位。由于硬件能力的缺失,百度創建了 Apollo 平臺,提供地圖定位、軟件算法及云計算等軟件服務,希望通過開源的標準降低自動駕駛門檻,吸引負責硬件、集成及整車生產的硬件供應商,為整車廠聯合提供服務。 2017 年 7 月,德賽西威、禾賽科技、聯創電子、地平線、大陸、博世等供應商及奇瑞、一汽、長安、長城、蔚來等 15 家車企成為首批合作伙伴。 在“做汽車界的安卓系統”的口號下,百度 Apollo 平臺通過開放軟件平臺、硬件參考平臺多個細分平臺創建完整自動駕駛生態,以公開協議有效地提高了產業效率,擴展了整車廠選擇的可能性,真正做到了集中眾力、“每個環節均由最專業的人才負責”。 百度 Apollo 還與長江產業基金會合力組建 100 億元規模的基金,已投資中科慧眼、智行者等產業鏈相關標的,將持續關注并入股自動駕駛的開發者生態、數據生態、硬件生態和場景生態。2019 年 12 月,百度 Apollo 平臺在全球共擁有超過 36000 名開發者,開源了 56 萬行代碼,合作伙伴達到了 178 家。
百度 Apollo 計劃的目的地不僅是自動駕駛,而是智慧城市;未來的自動駕駛技術中,車路協同與單車智能缺一不可,國內的融合發展已贏在起跑線上。依托強有力的國家新基建,百度 Apollo 選擇“聰明的車” “智慧的路”雙管齊下,重點發力車路協同。 2018 年底,百度開放了車路協同開源代碼,整體打包邊緣智能和云端能力等服務,為 Apollo 平臺開發者提供基礎設施的能力底座,通過易調用的接口支撐多種應用場景。據百度內部統計,車路協同能解決 54%單車智能在路測中遇到的問題,減少 62%單車智能產生的接管數,降低 30%的單車成本。 百度 Apollo 借助與政府的信任積累,已率先在長沙鋪開了部分路測建設,試圖打造“自動駕駛第一城”。2020 年 3 月,百度 Apollo 連續中標重慶、合肥、陽泉等多地區的新基建項目,將參與建設包括路測系統建設、監管平臺等在內的車路協同測試示范區。4 月,百度正式對外發布全球首個全棧式智能交通解決方案“ACE 交通引擎”,目前已在北京、長沙、滄州等近20 個城市落地。 基于車路協同+合作平臺化理念,百度在 2019 年百度 AI 開發者大會上宣布將在 2024 年實現自動駕駛出租規?;渴?,提供任意點對點出行服務。
2020 年 10 月,百度授權無人駕駛汽車 Apollo GO 正式在北京開放測試,有望成為國內自動駕駛出租市場最大的玩家。 3)以特斯拉為代表的 Level up + 影子模式 作為新晉明星整車廠,特斯拉選擇逐級 Level up 的方式推進自動駕駛進程,在“實現無人駕駛理想”的同時通過影子模式積累用戶數據,以 OTA 軟件升級的方式率先將自動駕駛技術變現;除造車新勢力外,大眾等傳統整車廠也紛紛效仿。 2014 年 10 月,特斯拉首次推出 Autopilot 升級包,并于2019 年 4 月發布“影子模式”,利用已賣出車輛上的自動駕駛軟件持續記錄傳感器探測的數據,在適當時間選擇性回傳用于機器學習、改進原來的自動駕駛算法。 與此同時,FSD 芯片問世,特斯拉進入 Autopilot 3.0 時代,自動駕駛軟件的 OTA 升級價格也水漲船高,由 2014 年的 2500 美元升至 10000 美元。2020 年 3 月,特斯拉升級影子模式,申請了自動駕駛機器學習專利,宣稱硬件已達到 Level 5 水平。
我們認為,未來特斯拉不僅是整車廠,也可能成為出行運營商。特斯拉CEO 馬斯克曾表示,未來特斯拉應作為升值品看待,車主可自愿將車輛加入特斯拉共享出行網絡以提供自動駕駛出租服務,將創造數倍于目前售價的價值,同時車輛的制造成本并不會同比例上升;而特斯拉也會推出配套打車應用程序,并且收取 25%-30%的費用,可能成為 Waymo 在自動駕駛出租市場最大的競爭者。
原文標題:【行業資訊】自動駕駛六大趨勢解讀
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