需求暴增的汽车智能座舱硬件：芯片、域控制器、显示屏……_风闻

汽车向“第三生活空间”迈进，

智能座舱作为核心载体深度收益

随着智能汽车的普及，用户对汽车的价值理解逐渐从出行工具向“第三生活空间”转变。

汽车作为许多消费者除居住空间（第一空间）和工作场所（第二空间）外最常接触的场景，未来将从一个“硬件为主”的工业产品，演变为“软硬兼备”的智能化终端、会行走的“智慧新物种”。

智能座舱主要涵盖座舱内饰和座舱电子领域的创新及联动，从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互（HMI）体系。智能座舱通过对数据的采集，上传到云端进行处理、计算，为用户提供场景化服务，增加座舱内安全性、娱乐性和实用性。智能座舱的终极形态，将是通过语音交互、机器视觉、触觉监控等多模态交互方案实现车内感知，进而与高级别自动驾驶相互协同融合，成为集家庭、娱乐、工作、社交为一体的“智能移动空间”。

汽车智能化被普遍认为围绕着自动驾驶和智能座舱两方面展开。

自动驾驶技术实现难度高、商业化难度高，行业发展陷入瓶颈。自动驾驶通常可分为 L1-L5 五个级别，目前全球自动驾驶仅发展至 L3 级别，而 L4 级别无人驾驶最快或于 2024 年实现。2019 年以来，从通用的 Cruise 到谷歌的 Waymo，都推迟了高级别自动驾驶功能的商业落地时间。

高级别自动驾驶主要有以下难题尚未解决：

1）技术瓶颈难以突破：安全方面，单车智能在应对极端天气、不利照明、物体遮挡等挑战性交通场景方面，能力仍然有待提升。ODD 限制方面，目前车辆在限定路段中行驶时，仍然没有彻底解决准确感知识别和高精度定位问题。底盘执行系统的线控和冗余等问题也难以解决。

2）基础设施尚未完善：车联网作为自动驾驶的依托，也由于 5G 基础设施尚未完全建成难以推进。

3）成本难以控制：为了确保自动驾驶安全，高等级的自动驾驶车辆需要部署更多传感器，大大增加了硬件成本，难以保证车辆的经济性。

4）伦理责任不明带来法律风险：L3 是自动驾驶系统的一个分水岭，前面是以驾驶员为责任主体，机器为辅助；后面是机器为责任主体，驾驶员逐渐脱离驾驶任务，这会带来事故发生时难以追责的法律风险，涉及到的安全及监管压力较大。

相较而言，智能座舱技术门槛低、成果易感知，且法律风险、安全及监管压力小，或将率先实现商业化。

1）智能座舱整体难度较小，相关硬件技术也已相对成熟。相较自动驾驶需要解决底盘执行系统的线控和冗余、实现整车级别的配套升级，智能座舱暂时不涉及底盘控制，整体难度较小。车型同时具备中控台彩色大屏、OTA 升级以及智能语音识别系统三个条件方可判定为该车型配置智能座舱，截止 2021 年 10 月，中国乘用车中控彩屏、智能语音系统、OTA 的渗透率分别为：97.9%、86%以及 50.9%，智能座舱整体渗透率达到 50.6%。智能座舱主要硬件技术已相对成熟，常见车型均有搭载。

**2）智能座舱成果易感知。**电子座舱作为内饰的一部分，无论是整合了多块屏幕的一字屏，还是结合了生物视觉感知、语音识别的智能化交互技术，都非常容易为驾驶员和乘客所感知，主机厂愿意通过提供类似易被察觉的差异化功能，迅速提高产品竞争力。

3）相较于自动驾驶，智能座舱的功能更多集中在人机交互、互联娱乐方面，**功能落地过程中牵涉到的法律风险、安全及监管压力较小。**因而，国内 OEM 在等待自动驾驶关键技术成熟的档口，逐步将精力转移到智能座舱，或将推动智能座舱率先实现商业化。

根据马斯洛需求层次理论，所有人的需求均可分为五层：生理需求、安全需求、社会需求、尊重需求、自我实现需求，其实现的紧迫性依次递减。

应用需求层次理论分析用户对汽车的期望，可知消费者对车辆基础的要求是安全性，进而是汽车的性能、外观、内饰、舒适度等外部特性，最后是用户个人的娱乐性需求。

消费者对安全性、舒适性、娱乐性体验升级的需求，驱动汽车制造商智能化进程，技术升级趋势逐渐延伸至上游产业。

**汽车电子电气架构的转变驱动汽车软硬件解耦，实现软硬件分离开发。**汽车底层硬件将不再是由单一功能的单一芯片提供简单的逻辑计算，而是需要更为强大的算力支持；软件也不再是基于某一固定硬件开发，而是需要具备可移植、可迭代和可拓展等特性。汽车原有以 ECU 为单元的研发组织将发生转变，形成通用硬件平台、基础软件平台以及各类应用软件的新型研发组织形态。

软硬件解耦大势所趋，汽车将进入“软件定义汽车”时代。在具备 OTA 功能的集中式电子电气架构下，软硬件在零部件层面充分解耦，硬件趋于标准化，软件逐步实现全栈化、完整化控制，独立成为核心零部件产品。汽车软件产业链被重塑，互联网和 ICT 企业纷纷入局，具备软件研发能力的整车企业通过掌控车型软件开发架构获取产业链核心利益。整车企业的需求是智能汽车软件变革的核心内驱力，推动汽车软件产业快速发展。

电子电气架构向域集中变革，

座舱硬件迎来量价齐升

随着未来汽车智能化趋势持续推进，汽车智能座舱各硬件部件的出货量和价值量将快速攀升。

1）智能座舱域控制器将进一步整合部分 ADAS 功能和 V2X 系统，实现在单车价值量上的提升。汽车智能化背景下，座舱域控制器市场前景广阔，我们预计 2025 年国内智能座舱域控制器市场规模将达 1124.61 亿元，全球市场规模达 2901.49 亿元；

2）显示屏可实现多屏交互，使显示面积增大、互动性增强、个性定制化能力提升；

3）汽车自动驾驶程度的提升催化安全交互需求增加，制造成本降低，驱动 HUD 向中下档车型渗透，HUD 市场渗透率提升。

汽车 E/E 架构向域集中式变革，智能座舱域控制器市场迎来机遇

域集中架构车型批量上市，催化智能座舱域控制器出货。特斯拉采用新一代集中式 E/E 架构，已达到域控制器和车载中央电脑阶段，配合其自研的操作系统可实现整车 OTA。通用、大众、丰田等车企均在加快部署全新 E/E 架构，量产时间大约在 2021-2025 年。通用使用新一代 E/E 架构 Global B，将搭载在全新凯迪拉克 CT5 上；大众 ID.3 将搭载名为E³的E/E 架构，并将使用跨域控制器来实现域融合架构；丰田也将采用名为 Central&Zone的 E/E 架构。国内车企方面，长城自主开发了GEEP电子电气架构，目前已演进到第三代 GEEP3.0，预计第四代和第五代架构将分别于2022年和 2024年问世，小鹏、红旗等也纷纷开始布局新一代 E/E 架构。

**智能座舱域控制器方案将成为主流方案。**随着汽车智能化程度提升，将出现两个明显的变化趋势。

第一个趋势是汽车 E/E 架构将从传统分布式转变为域集中式，第二个是单车搭载的传感器数量显著提升。因此在智能座舱方面，能够集成众多 ECU、传感器、控制器的座舱域控制器应运而生，以座舱域控制器为中心的智能座舱系统将成主流趋势，这一系统将在统一的软硬件平台上实现座舱电子系统功能，成为融入交互智能、场景智能、个性化服务的座舱电子系统，逐渐满足用户对汽车座舱“第三空间”的定义，市场发展空间广阔。

同时全球汽车软硬件厂商已经与众多车企合作，开始布局智能座舱域控制器市场。国外厂商中，伟世通、大陆、博世等在全球座舱域控制器市场占据主导地位，已在奔驰、吉利、通用等国际知名车企的众多车型上实现量产应用；国内厂商方面，德赛西威、东软集团、航盛电子、华为等企业也陆续推出了各自的座舱域控制器一体化解决方案，已搭载至理想、红旗、东风等车型。

显示屏：多屏交互+新型显示技术，革命性提升人机交互体验

显示屏技术分类与性能特征

车载显示屏是指安装在汽车内部的显示屏，主要功能为驾驶辅助与娱乐。根据车载显示屏装载位置的不同，车载显示屏也可为仪表显示器、抬头显示器、后视镜显示器、中控显示器与后排显示器。

车载显示屏已发展多年，其传统 LCD 显示屏技术已步入成熟期，占据车载显示屏市场主要份额。LCD 屏全球年销量自 2009 年起保持了十年的持续增长，从 1800万部增长至1.64 亿部，但由于中美贸易争端与各大显示屏厂商开始布局 OLED、MLED等新技术，2019 年 LCD 显示屏销量为 1.56 亿部，同比下跌 5%。

显示屏产业链分析

车载显示屏产业链由上游材料供应商、元器件组装商、生产设备制造商，中游显示屏制造商，下游整车制造商与显示屏零售商共同构成。

上游生产设备制造商目前仍被欧美、日本、韩国所垄断，但随着设备制造技术的提升，材料供应商与元器件组装商的国产化趋势逐步增强，有望打破由海外与中国台湾地区所控制的现状。中游显示屏制造商集中度高，2019 年车载面板出货量中 CR5 占 69.6%，随着国际企业开始减产 LCD，LCD 屏产能逐渐向中国转移。截至 2020 年，中国大陆 LCD 产能约占全世界产能的 50%，位居全球第一。下游主要包括整车制造商(OEM)和车载显示屏零售商（汽车配件销售商），由于下游公司往往为大型企业，相对于中游显示屏制造商具有更强的议价能力。

显示屏行业发展趋势

**汽车销量回暖带动中国车载显示屏市场规模持续提升，观研天下数据中心预计到 2025 年全球市场车载显示屏出货量达到 2.07 亿片，而根据中研普华产业研究院估计中国车载显示屏市场规模将达到1,324 亿人民币，复合增长率达 10.4%。**下游汽车销量自 2018 年开始逐年下降，特别是2020 年受疫情影响，全球汽车需求收缩，销量仅为 7,803 万辆，同比下降 13%；但随着防疫措施与疫苗的普及与推广，疫情逐渐受控，抑制的需求有望得到释放，且各国政府推出消费刺激政策，如中国设置购车税收减免政策等，汽车市场或将在近两年中出现持续增长，带动车载显示屏销量出现大幅增长。但当汽车市场需求快速释放趋于饱和后，未来三至五年汽车销量增长速度可能逐步放缓；此时新能源汽车与智能化汽车有可能成为车载显示屏新的增长发力点。

多屏互联模式对智能座舱的人车交互场景主要有三个提升，

1）显示面积增大，人机交互窗口的变大将提高用户的体验感，多屏展示的信息内容比单一的触摸屏幕提供更大的显示面积，展示更多数据信息。

2）互动性增强，驾驶员、副驾驶以及后排乘客可通过车载屏幕系统完成多样化的交互场景。

3）个性定制化能力提升，可以根据客户的需求个性化定制，比如驾舱显示和后座显示联动，提高乘客的娱乐性互动。

目前，中国政府与各地方政府陆续出台了多项政策，提供上游设备、原材料、元器件技术方面的帮助与税收扶持，助力推进新型显示的发展与突破，提高优质电子显示企业的技术创新能力，逐步摆脱国际企业在技术上的垄断。

显示屏产业竞争格局

**车载显示屏行业具有较高技术壁垒与资金壁垒，竞争集中于头部企业。**显示屏技术壁垒高，启动资金要求大，例如配置一条 OLED 生产线需要大量资金投入与复杂的生产技术，行业特性使竞争集中于头部制造商。从 2017 年至 2019 年，车载显示屏行业维持着较高的行业集中度水平，头部企业的产能提升进一步强化了行业集中的现状，使行业集中度水平逐年提升，CR5 从 2017 年的 63.5%提升至 68.2%。

HUD：汽车自动驾驶程度提升，催化安全交互需求增加，制造成本降低，驱动 HUD 向中下档车型渗透

HUD 增长动能强势

HUD（Head-Up Display，平视显示器），可以将信息映射在挡风玻璃上，让驾驶员不必低头就可以看清重要信息，有助于促进便捷的人机交互，克服现有人机交互需求的瓶颈，将车况信息、ADAS、车联网等多项信息呈现于 HUD 界面，高效、直观、便捷。

HUD 基本架构可分为信息处理和影像显示两部分，主要构成包括主控 PCB 面板、LED 光源、投影显示以及反射镜。其工作原理与投影仪基本相同，即将车辆信息通过信息处理转换为图形、数字或文字形式，利用光线折射原理，依靠影像显示装置将需要显示的时速、导航等信息投影到驾驶员前方的透明介质上，节省驾驶员低头观察仪表的时间，减少忽视路况的情况发生，提高行车安全性。

HUD 厂商的研发和生产过程中主要存在三种技术壁垒，分别体现在投影单元**（PGU）****、自由曲面反射镜和前挡风玻璃的研发和生产上。**

一、投影单元（PGU）是 HUD 核心技术壁垒，其中 TFT-LCD 投影成本较低、技术成熟但成像效果较差，而具备卓越的显示效果的 LCOS 投影技术成熟度较低、难以实现量产。

整体来看，TFT 和 DLP 投影技术目前技术成熟度最高，其中 TFT-LCD 应用最广，是市场主流解决方案，而 MEMS 激光扫描和 LCOS 投影技术尽管具备更优越的显示效果，但技术成熟度较低，仍处于开发阶段，难以实现量产。

二、自由曲面反射镜需要通过精密仪器加工生产以适配不同的前挡风玻璃，从而缓解图像畸变。

三、前挡风玻璃作为夹层玻璃，前后两个面会分别反射光源产生重影，需要进行矫正。

HUD 市场规模预测：2025 年国内 HUD 抬头显示系统市场规模将达 177 亿元

据中国汽车工业协会预测，2025 年中国汽车总销量将达到 3000 万辆。据 IHS Markit 预测，2025 年全球汽车总销量将达到 9890 万辆；2025 年全球/中国 HUD 配置新车渗透率约为30%。我们预计 2022 年单车 HUD 抬头显示系统价格为 1710 元，此后不同类别 HUD 价值量均在技术迭代、降本增效、规模效应等因素影响下降价，但 AR-HUD 对 W-HUD呈现替代趋势，W-HUD 增长趋势逐渐放缓，而 AR-HUD 增长逐渐加速，故加权后单车HUD价值量在 2022E-2025E 呈现提升趋势。故我们预计2025 年国内HUD 抬头显示系统市场规模将达 177 亿元，全球市场规模达 584 亿元。

汽车声学：沉浸式体验+交互提升，打响智能座舱体验感“升级战”

汽车作为下一个移动终端，用户对其要求不再只停留在动力、推背感等机械性能上，而是追求更精致、舒适的智能座舱环境和交互体验。汽车声学是人车交互核心载体，消费者易感知，相当于另一种视觉结构，其发展潜力、发展空间大。我们认为消费者对车载声学的主要诉求升级分别是沉浸式体验和交互升级。而由于电动智能+消费升级，汽车声学系统升级，市场规模持续增长，量价齐升。

目前用户对座舱声学的新需求包括：

1）在座舱的听感更加舒适，听感的享受更强。

2）在座舱内更多个性化的交互和分区的交互，座舱听觉更加个性。

3）座舱对用户主动关怀。

4）在驾驶中个性化的满足。

作为智能座舱的重要功能，车内音响体验正在成为各家品牌重新定义的主打亮点。

汽车音响系统交互功能，“人机共架”关键技术

目前，用户在车内不仅能够通过语音助手 “主动控制”导航、音乐等车机软件，还能够控制少部分车内硬件，如车窗、空调等。车载智能语音从简单代替实体按钮和开关来控制车内其他功能，到为驾驶员及乘客提供更多交互服务，在智能座舱趋势下凸显重要性，面向下一代的车载语音助手将向更加富有个性化和情感化的语音交互方向转变。

汽车座椅：依托智能化浪潮，国产供应商崛起

**汽车座椅是乘车时的坐具，是汽车内饰的必要配置及汽车被动安全的重要产品之一。**汽车座椅可为司乘人员提供便于操作的、舒适安全的驾驶与乘坐位置，其质量将直接影响到乘车人员的安全和乘坐体验。汽车座椅按照功能可分为驾驶员座椅与乘员座椅：驾驶员座椅安装在驾驶员座位处，主要满足于驾驶员驾驶时的舒适性与可调整性，结构相对复杂，性能多样化，多为可电动调节的座椅；乘员座椅安装在乘员座位处，为乘员提供支持，可适应不同体型的乘员，保障其舒适地摆放头部，手臂与腿部。

汽车座椅产业链分析

汽车座椅作为重要的汽车零部件，在整个汽车产链中外干承上启下的位置，汽车座椅行业的产业链上游涉及原材料和零部件企业，行业中游为汽车座椅的生产商，下游主体主要为汽车主机厂。

汽车座椅发展驱动因素

轻量化与智能化趋势持续提升座椅单车价值量，安全与舒适性配置升级匹配消费者核心需求，个性化与自主汽车品牌发力，驱动汽车座椅行业快速发展。

汽车座椅发展趋势

**行业获变革机遇，成本与响应速度优势赋予自主供应商崛起新机。**成本方面，国内企业人力成本较低，建立了平台化生产方式，产业链垂直发展。海外龙头座椅供应商近年来经营情况恶化，佛吉亚、李尔等受疫情影响出现利润大幅下滑，甚至亏损，或将影响国际龙头企业投资逐步减少投资。响应速度方面，智能电动汽车时代缩短换代周期，更快推出车型是车企新的竞争力，这也对零部件服务响应速度提出更高的要求。整车厂新造车平台及造车新势力更注重成本和效率，供应链更开放，将带来更多机遇。而在技术方面，国内自主供应商逐渐积累了丰富的研发经验和技术储备，并具备轻量化（座椅骨架增长点）等制造能力。

软硬件解耦推动整车利润中心由硬转软，

软件定义汽车提升Tier0.5 利润空间

软件驱动价值链转型

以智能网联汽车为例，在软件驱动下，其产业链价值自上而下，可以分为纯软件层、基础软件层、工具软件、以及电子硬件堆栈。从价值链角度看，两端的应用及算法软件、软件密集型的电子硬件目前占据着较高的产业附加值，也是主机厂、零部件企业、科技公司争相布局的焦点。中间的基础软件是汽车走向软件驱动转型的重要前提，而且随着主机厂争取更多话语权、强化自身软件能力趋势的兴起，基础软件在产业链中的地位也将进一步得到提升。

软硬件解耦趋势明朗，国内厂商已推出自研解决方案

分布式 ECU 架构下资源利用效率低、开发成本高，驱动软硬件解耦。具体而言，

**1）汽车软件模块化、平台化程度低，导致软件资源协作性差。**分布式 ECU 控制器采用嵌入式系统，软硬件高度耦合，多以“黑盒模式”由供应商交付给主机厂，主机厂的 ECU 来自不同供应商，造成这些“黑盒”中底层软件的高重复性。当在软件与硬件高度耦合时，这些底层代码无法被复制和移植，造成 ECU 软件开发的大量重复和资源利用的低效。

**2）软硬件高度嵌套情况下，主机厂更新升级和定制化开发工作周期长、成本高。**分布式软件架构是一种面向信号的架构，控制器间通过信号来传递信息，整个系统是封闭、静态的。若主机厂需要修改或增加某控制器的功能定义，同时该指令还须调用另一个控制器的功能时，就不得不把所有需要的控制器全部升级，大大延长开发周期、增加开发成本。

AP AUTOSAR：适用于车辆智能化时代的 SOA 解决方案

汽车电子电器架构向域集中式演进的趋势下，整车软件架构由传统“面向信号”软件架构向 SOA“面向服务”软件架构转型升级。AUTOSAR 本质是一种软件设计的方法论，它为如何具体实现 SOA 的软件架构提供了标准化的服务设计和实现方式。AUTOSAR 分为Classic AUTOSAR（CP）和 Adaptive AUTOSAR（AP），AP 是在 CP 的基础上发展而来。

国内厂商已推出自研 AUTOSAR 解决方案：NeuSAR

东软睿驰推出自研汽车基础软件平台产品-NeuSAR，兼容最新版 AUTOSAR CP 和 AP 平台标准。在支持面向传统的 ECU 开发的同时，还支持域控制器和面向下一代 E/E 架构的软件开发，最高可支持功能安全 ASIL-D 级，可提供完善的基础软件产品和开发工具链。

软件定义汽车，利润中心由硬转软

软件定义汽车：软硬件解耦趋势下，软件能更新、能有更多赋能，价值量势必增加。“硬件预埋”浪潮下，汽车软件功能不断增加、OTA 需求持续提升，这不仅带来汽车软件代码量的提升，更对软件性能提出更高要求。McKinsey 预计，全球车载软件市场规模持续提升，2030 年有望达到 4690 亿美元，2020-2030 间实现 7%的 CAGR。Association forComputing Machinery 数据显示，2000-2010 年间，整车软件价值量与硬件价值量比值已从 20%：80%提升到 38%：62%，且操作系统和应用软件带来软硬件整体价值量提升。

**随着软件定义汽车的深入，除中间件外，操作系统及虚拟机的重要性也进一步提升。**汽车电子电气架构在不同阶段对操作系统就呈现出不同的需求。“域集中”阶段对操作系统的需求主要集中在两个层面:重开放、兼容和生态，以及重安全、实时和稳定；跨域融合以及中央计算平台阶段，将整合实时性、安全等级、性能等存在不同要求的域控制器，或将其合并到中央计算单元，则需要一个既能满足实时计算要求、又能兼顾性能的单一操作系统。虚拟机管理程序方面，电子电气架构在域集中阶段对软硬件隔离的需求，如智能座舱域的一芯多屏多系统趋势，助推了虚化技术的应用。

Tier0.5 这一全新供应商定位成为整车厂与上游之间的关键纽带，向上提供部分集成的软硬件，向下提出定制化需求。目前，

1）具有软件研发优势的互联网企业和ICT 企业已提前布局：华为与北汽合作的“极狐阿尔法 S 华为 HI”车型搭载了华为全栈智能汽车解决方案（包括鸿蒙 OS 智能座舱系统、高阶自动驾驶 ADS 系统等），已于 2021年开启预售。除互联网企业外，

2）传统主机厂已加速向上游软件环节布局：大众汽车在2020 年 6 月创建了全新的 Car.Software 软件部门，计划招聘软件相关人员近 5000 人，并宣布未来 3-5 年内在软件组织架构方面整体的投入 70 亿欧元；丰田是宣布将成立一家新控股子公司和两家运营子公司，专注于自动驾驶、操作系统及高清地图等软件业务的开发