汽车电子电气架构由分布式向集中式演进。传统功能汽车采用分布式电子电气架 构,离散化的 ECU 软硬件紧耦合且各 ECU 之间独立性较强,硬件资源无法共享 且形成数据孤岛,对用户新需求反馈的整体周期长达 20 个月以上,难以形成持续 快速迭代的软件开发模式。因此,软件定义汽车开发模式驱动整车电子电气架构 由分布式向中央集中式演进,其核心是车载计算的集中化发展,高集成化的域控 制器、车载中央计算平台是关键。电子电气架构演进的优缺点如下:
分布式电子电气架构: √优点:各模块间功能划分明确,独立性强,软硬件强耦合,各模块可独立开发。 √缺点:各模块间芯片算力无法协同,且相互冗余,分布式架构需要大量内部通 信,增加线束成本;功能更新需各模块供应商负责,研发与推送效率低,且供应 链管理难度极大。
(跨)域集中式电子电气架构: √优点:将分散的 ECU 集中到动力、底盘、座舱、驾驶、车身等几大域控制器中, 减少内部通信需求与线束成本;软硬件逐步解耦,硬件超前设计,软件自研,通 过 OTA 灵活更新。 √缺点:域分布式计算下大算力 SOC 芯片成本较高,算力存在冗余且单车算力存 在物理上限。
中央集中式电子电气架构: √优点:进一步简化电子电气架构,降低线束设计复杂度与成本,SOA 软件架构 支持软件功能的迭代与扩展,从车载中央计算发展为车云计算后,车内与云端架 构实现无缝结合,车端计算用于车内信息与数据的实时处理,云计算作为补充, 提供非实时的数据交互与计算。
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复盘过去 5 年汽车半导体行业,2016 年以来第一波结构性红利已基本结束,纯国 产替代为代表的显性机会窗口快速关闭;2021 年前后“电气化”和“智能网联化” 是汽车产业变革的新一波主浪潮:
国产替代主导小周期:2016~2021 年的行业拉升,主要来自传统电子电气架 构下的国产化替代,以半导体供应链危机正式拉开大幕为催化,国产替代的 大规模上车为高潮,如中低端 MCU、三电等领域。
汽车新架构主导大周期:从 2022 年起逐步开启的第二轮产业周期,很可能是 汽车产业变革的真正主浪潮。这一次,故事主线不仅仅是国产替代,而是高 度智能化、电气化的下一代汽车,以及全新电子电气架构下的增量功能、增 量技术、增量市场;红利体量,将从国产替代的千亿级,跃升至万亿级。
我们认为本轮新汽车周期对相关汽车半导体公司的业绩贡献在 2022~2025 年,核 心驱动因素有两个:第一,各大车厂基于全新一代电子电气架构推出的车型平台, 将在 2022 年底~2024 年分批上市,2025 年后基于全新平台的新车型将全面铺开。 第二,从细分领域来看,高压/高速汽车连接器、激光雷达、域控制器、汽车 SOC、 高端 MCU 等大算力芯片、传感器加速上车,将带来汽车半导体新一轮繁荣。
而其他领域如单功能 MCU、线束的市场规模在未来几年可能会下降:
域架构下,MCU 用量下降:特斯拉电子电气架构集成度高,主要是因为特斯 拉将众多小型 ECU 的功能全部集成到区域控制器中,因此 ECU 数量相比 ID.4/Mach E 少,从下表可以看出,Model Y、ID.4、Mach E 的 ECU 数量分别 为 26、52、51。特斯拉的 Model3 的 FBCM 既负责配电,还负责一些左前灯 控制、空调控制、热管理等功能,横跨了传统的车身、座舱、底盘及动力域。
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域架构下,降低线束成本:安波福测算使用域架构下可以降低 25%线束成本, 而伟世通则认为域架构可以节省 50%或更多的线束长度。特斯拉的架构更接 近于域控制架构,Model S 内部线束长度长达 3km,到 Model3 只有 1.5km, 进一步证明域架构下可以节约线束长度及重量。



来源:未来智库