域控制器，承启汽车L3时代.pdf

行业 研究 Page 1 证券研究报告 深度报告 汽车汽配 Table_IndustryInfo 汽车 前瞻研究系列 （七） 超配 （维持评级） 2020 年 04 月 06 日 一年该行业与 沪深 300 走势比较 行业专题 域控制器 ，承 启汽车 L3 时代 无人驾驶 进程中 车辆电子电气架构从分散到集中 ，催生域控制器 汽车智能网联化带来信息流大量增加，汽车电子电气（ EE）架构将迎来升级，如同中国古代历史社会组织结构变化，从 诸侯分封 -春秋五霸 -一统天下，汽车架构从分布式 -域集中式 -中央计算式逐渐进化，当前正处于分布式向域集中式过渡阶段，从全车 100 余 ECU 到 5 个 DCU，控制功能迅速集中，作为“地方割据势力的决策中心”的域控制器走上历史舞台。 域控制器的过去、现在和未来： ECU-经典五域 -中央计算平台 ECU 是域控制器的前身， 在车辆发动机、变速箱、安全气囊等各 底层执行 零部件中 广泛应用 ，承担决策功能 ，目前大部分传统车企上都是分 布ECU 搭载 ； 往后发展， 控制范围更广 、 算力更强的域控制器取代了原有较为独立的各 ECU 的决策功能， 以博世经典的五域分类拆分整车为动力域、底盘域、座舱域 /智能信息域、自动驾驶域和车身域， 五域 较为完备的集成了 L3+车型 的所有控制功能 ，在极少数 L3 级别车型上（如长安UNI-T/小鹏 P7 等） 进行应用 ； 域控制器 再 往后发展， 以特斯拉 Model 3为代表的中央计算平台 Central & Zone Concept 是行业未来趋势。 域控制器产业链拆解 从生产流程来看，汽车电子控制器产业链主要经历了：晶圆生产、（芯片）封装测试及系统应用（ MCU 及各类控制器等）。 上游核心产品芯片，决定了域控制器的核心计算能力， 芯片设计层面主要由海外垄断，晶圆代工和封装测试层面大部分国产化半导体龙头企业具备实力；中游核心产品 MCU（海外为主）， PCB 板（国产化率较高）、无源器件（一定程度国产化） ；下游控制器总成厂商主要是全球零部件巨头企业领先，近年来国内部分上市公司和初创企业逐渐实现了产品研发和订单斩获。 风险提示： L3 普及风险、汽车销量下行风险 。 域控制器带来软硬件机遇 作为车身区域性“大脑”， DCU 向上接收来自传感器端的信号，向下发送决策信息给执行系统。 DCU 的普及，将带来硬件和软件的一系列投资机遇。 软件方面 包括多融合传感器算法、标准化软件架构 AUTOSAR、系统安全 ASIL 升级、车内以太网应用、整车 OTA 升级等等，或将带来一系列聚焦算法、安全等计算机和通信企业的发展机遇。 硬件方面 推荐上游芯片制造工序端的中芯国际（海外组覆盖）、封测龙头长电科技（电子组覆盖） ； 中游 PCB 沪电股份 、 景旺电子（ 均 电子组覆盖）； 下游控制器总成企业德赛西威、科博达 ；执行端 伯特利和星宇股份。 重点公司盈利预测及投资评级 公司 公司 投资 昨收盘 总市值 EPS PE 代码 名称 评级 （元） （百万元） 2019E 2020E 2019E 2020E 002920 德赛西威 增持 31.84 17,512 0.52 0.83 61.2 38.4 603786 科博达 中性 50.55 20,225 1.28 1.52 39.5 33.3 601799 星宇股份 买入 83.43 23,039 2.9 3.71 28.8 22.5 603596 伯特利 增持 23.35 9,539 0.98 1.2 23.8 19.5 资料来源： Wind、国信证券经济研究所预测 相关研究报告： 汽车前瞻研究系列（六）： MEB 平台：大众新能源的压舱石 2020-03-30 年报前瞻及 3 月投资策略：疫情短期冲击，看好后续复苏 2020-03-17 汽车基础研究系列（四）：存量市场：逻辑、赛道与投资机会 2020-03-17 智能网联系列之十一：工信部下发汽车驾驶自动化分级报批公示，汽车自动驾驶有望进入快车道 2020-03-16 汽车前瞻研究系列（五）：华为汽车业务现状、竞争格局和产业链机遇 2020-03-11 证券分析师：梁超 电话： 0755-22940097 E-MAIL： liangchaoguosen 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980515080001 证券分析师：唐旭霞 电话： 0755-81981814 E-MAIL： tangxxguosen 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980519080002 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，其结论不受其它任何第三方的授意、影响，特此声明 0.60.70.80.91.01.1A/19 J/19 A/19 O/19 D/19 F/20汽车汽配 沪深 300Page 2 投资摘要 关键结论与投资建议 本篇报告是国信汽车团队前瞻研究系列之 七 ， 域控制器系列之一， 承接上篇华为汽车专题，对智能驾驶产业链中核心产品 域控制器进行 了发展趋势、工作原理、产品结构、产业链标的深度分析 。 智能车辆从 L1-L5 进化过程中 汽车电子电气架构从分布式向集中式升级， 其中 车辆 决策层面的 域控制器产品是汽车从L2 向 L3 升级的一大核心要素 。 期待通过系统梳理汽车智能网联大趋势带来的汽车架构升级，帮助读者把握新发展趋势下的投资机会。 域控制器的诞生背景： 汽车智能网联化带来信息流大量增加，汽车电子电气（ EE）架构将迎来升级， 汽车电子电气（ EE）架构的变化，形象表达就如同中国古代历史上社会组织结构的变化， 正如社会生产力解放需要 从 诸侯分封 -春秋五霸 -一统天下 的历史必然 ， 要实现无人驾驶终极目标的 汽车 电子电气 架构 也发生着从分布式 -域集中式 -中央计算式 的 进化 之路 。 当前 全球汽车行业 正处于分布式向域集中式过渡阶段，从全车 100 余 ECU 到 5 个 DCU，控制功能迅速向整车少数几个区域集成（自动驾驶域、 动力域、底盘域、座舱域和车身域 ），作为“地方割据势力的决策中心” 域控制器走上汽车 电子电气 的历史舞台。 域控制器的 分类 ： 以博世经典的五域分类拆分整车为动力域（安全）、底盘域（车辆运动）、座舱域 /智能信息域（娱乐信息）、自动驾驶域（辅助驾驶）和车身域（车身电子），这五大域控制模块较为完备的集成了 L3 及以上级别自动驾驶车辆的所有控制功能。 正如春秋五霸 时代的 君主专制中央集权郡县官僚制国家在各国建立 ，五域集中的电子电气架构并不意味着传统 ECU 的完全消失 ，只是将决策 和控制 功能统一上移至区域内核心的域控制器内，下属 ECU 仅承担执行层面的功能。 域控制器 软硬件 机遇 ： 其实域控制器产品本身硬件构成相较于传统 ECU 并无太大改变，但围绕域控制器的集成功能而附加的软硬件功能 是核心增量 。 集权国家（ 域控制器 ） 的正常运行要做出哪些努力？ 纳才养士（门客三千） 提升芯片算力 ； 统一 文字 建立 AUTOSAR 标准软件架构 ； 修建国家级防御工事长城 提升系统安全等级至 ASIL D； 统一道路系统及车轨 以 CAN/以太网构建 更高效快递的通信网络 。 而以上这一切努力是国家推行有效变法（车辆进行 OTA 升级）的基础， 谁能够更快推行有效变法 （ OTA 升级） ， 谁就将获得最后的胜利 （抓住消费者的心） 。 域控制器的未来： 完善的域集中式电子电气架构 是 整车 OTA 升级 的基石。 正如中央集权的政策制度开辟了 长达千年的 封建历史 ， 伴随着 芯片算力、系统安全、软件架构 、通信网络的赋能实现软件定义车辆，无人驾驶的画卷徐徐展开。 投资建议： 汽车电动化、智能化是大势所趋，在车辆向更高级别自动驾驶进化过程中，汽车电子电气架构进入春秋时代，发生了从分布式向域集中式的升级，域控制器（ DCU）应运而生，作为车身区域性的“大脑”， DCU 向上接收来自传感器端的信号，向下发送决策信息给执行系统。 DCU 的普及，将带来硬件和软件的一系列投资机遇。我们基于域控制器产业链进行推荐： 硬件方面 1） 上游芯片端方面，芯片设计工序多由海外垄断，晶圆生产和封装测试工序国内代工企业较多，推荐 1）域控制器上游芯片制造工序端的中芯国际（ 0981.HK）（海外组覆盖）、封测龙头长电科技（电子组覆盖）； 2） 中游 PCB 方面，推荐 PCB 龙头企业沪电股份（电子组覆盖）、景旺电子（电子组覆盖），建议关注其他车用 PCB 占比较高的厂商如依顿电子（车用 PCB请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 占比 39%）、世运电路（车 用 PCB 占比 36%）等。同时 建议关注 无源器件MLCC 产业相关上市公司； 3） 下游控制器总成方面，推荐德赛西威（ L3 级别域控制器配套小鹏汽车）、科博达（车灯控制器龙头，积极布局多种控制器品类）。同时建议关注域控制器下游核心执行器厂商如线控底盘（伯特利）、 ADB 车灯（星宇股份）等。 软件方面 关于赋能域控制器的各项软件性能升级，包括多融合传感器算法、标准化软件开发架构 AUTOSAR、系统安全 ASIL 升级、车内以太网应用、整车 OTA 升级等等，或将带来一系列聚焦算法、安全等计算机和通信企业的发展机遇。 核心假设或逻辑 第一， 我们认为集中式的电子电气架构是整车 OTA 升级的基石 。 第二， 我们认为域控制器将在 L3 及以上级别车型中获得广泛应用 。 第三， 我们认为域控制器的普及将带来软硬件机遇， 在硬件层面： 域控制器芯片端发生了 1）从原有的 16Bit 单核处理器升级到多核处理器； 2）算力从低到高升级； 3）芯片功能从标准到定制芯片（简单到复杂功能）升级。此外还有更多的（传感器）输入接口，更为合理的结构设计、散热与电磁兼容性（ EMC）设计。 在软件层面： 域控制器 1）形成了多核异构集成平台； 2）感知层面融合算法和交叉验证； 3）支持更灵活高速的通信网络（ CAN 叠加以太网）； 4）新建高级网关； 5） Autosar 架构； 6）安全机制要求更高（ ASIL D 级别）； 7）支持 OTA 升级。 与市场预期不同之处 无人驾驶是大势所趋，从智能汽车的角度来看，基本上可以分为感知层（传感器） -决策层（控制器） -执行层（ 各类执行零部件 ） ，当前市场对感知层和执行层的研究报告较多，但对决策层（控制器）方面的研究较少，本篇报告基于汽车的大脑“决策层” ，从 背景、 分类、产业链拆解、未来趋势等各个维度深入分析 ，定位 较为前瞻。 股价变化的催化因素 第一， L3 级别车型的 规模化上市 。 第二， 系统安全、以太网 、软件架构等 软件行业标准 完善应用 。 核心假设或逻辑的主要风险 第一， 智能驾驶法律法规 出台时间限制高级别无人驾驶车型的应用 。 第二， 宏观经济波动、疫情因素等带来 汽车行业持续下行风险 。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 内容目录 域控制器的背景 . 7 无人驾驶是大势所趋 . 7 无人驾驶催生产业链新机遇 . 8 无人驾驶进程中车辆电子电气架构从分布到集中 . 9 域控制器的前世今生 . 12 前世：汽车 ECU 的出现及瓶颈 . 12 今生： DCU（域控制器） 走上舞台 . 15 域控制器的分类 经典的五域划分 . 16 1.动力域（安全） . 16 2.底盘域（车辆运动） . 18 3.座舱域 /智能信息域（娱乐信息） . 21 4.自动驾驶域（辅助驾驶） . 22 5.车身域（车身电子） . 23 域控制器产业链机遇 . 23 域控制器硬件拆解 . 24 域控制器产业链梳理 . 26 域控制器带来的硬件升级和附加软件机遇 . 33 域控制器的未来 . 38 域控制器是车辆 OTA 升级的基石 . 38 域控制器未来走向中央控制器时代 . 40 投资建议和推荐标的 . 42 德赛西威：智能座舱龙头企业，智能驾驶推进有序 . 43 科博达：一体两翼，汽车电子核心标的 . 43 星宇股份：好行业 +好公司 +好格局，具备全球车灯龙头潜质 . 44 伯特利：线控制动产品切入 ADAS 执行层，客户高端化升级 . 45 核心假设或逻辑的主要风险 . 46 国信证券投资评级 . 47 分析师承诺 . 47 风险提示 . 47 证券投资咨询业务的说明 . 47 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 图 表目录 图 1：出行供需公式 . 7 图 2：从云 -管 -端三大维度拆解智能驾驶产业链 . 8 图 3：无人驾驶实现路径 . 8 图 4：华为智能汽车整体目标 . 9 图 5： 博世划分的电子电气架构演进 . 10 图 6：智能汽 车渐进式发展 . 10 图 7：博世 16bit 发动机控制器（机械节气门） . 13 图 8：博世 16bit 发动机控制器（机械节气门） . 13 图 9：所有级别汽车中 ECU 增加的数量 . 14 图 10：分布式电子电气架构 . 14 图 11：根据应用域划分的车载网络 . 15 图 12：博世 DCU 电子架构 . 16 图 13：合众汽车动力域控制 . 18 图 14： EHB 系统示意图 . 19 图 15： EMB 系统示意图 . 19 图 16：第二代 iBooster 实物图 . 19 图 17：博世的最新产品 IPB 图 . 19 图 18：电助动力系统（ EPS）示意图 . 20 图 19：线控转向系统（ SBW）示意图 . 20 图 20：博世发动机 ECU 外观 . 24 图 21：德赛西威自动驾驶 DCU 外观 . 24 图 22：博世 ECU 拆解 . 24 图 23：特斯拉 AP2.5 自动驾驶 DCU 拆解 . 24 图 24： 2017 年中国汽车电子市场 MCU 竞争格局 . 29 图 25：中国 PCB 市场下游应用分布 . 30 图 26：国内主要 PCB 厂商汽车业务营收 . 30 图 27：国内主要 PCB 厂商汽车业务营收占比 . 30 图 28：国内主要汽车 PCB 厂商整体毛利率对比 . 31 图 29：国内主要汽车 PCB 厂商整体净利率对比 . 31 图 30：无源器件分类 . 31 图 31：无源器件细分品类占比 . 31 图 32： 2017 年全球 MLCC 品牌竞争格局 . 32 图 33：自动驾驶 L1-L5 需要的算力 . 34 图 34： FPGA 和 ASIC 对比 . 36 图 35：车载通信网络升级趋势 . 37 图 36：车辆电子电气架构向集中计算平台升级 . 40 图 37：特斯拉 Model 3 网络拓扑图 . 41 图 38：宝马规划中央计算平台的电子电气架构 . 42 图 39：可以在 ECU 或云端执行的功能的总体系统结构和软件设计 . 42 表 1： SAE 无人驾驶自动化程度划分 . 11 表 2：中国驾驶自动化等级与划分要素的关系 . 11 表 3： 2020 年是 L3 级别车型量产年 . 11 表 4：主要 L3 级别车型配置参数比较 . 12 表 5：汽车 L1-L5 升级过程中控制器逐渐集成化 . 12 表 6：汽车的常见 ECU 应用及功能 . 13 表 7： EHB 系统与 EMB 系统比较 . 19 表 8：线控制动系统主要供应商、产品与客户情况 . 20 表 9： EPS 与 SBW 介绍 . 20 表 10：电助动力系统（ EPS）主要供应商及客户 . 21 表 11：线控转向系统（ SBW）主要供应商及产品现状 . 21 表 12：典型座舱域控制器厂商及其方案和客户 . 22 表 13：典型自动驾驶域控制器厂商及相应域控制器性能介绍 . 23 表 14：域控制器产业链一览 . 27 表 15：芯片产业链及主要厂商梳理 . 28 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 表 16： 2019 年全球前十大 IC 设计公司（单位：百万美元） . 28 表 17： 2018 年国内前 10 大 IC 设计厂商（单位：亿元人民币） . 28 表 18：全球 /国内排名前 20 的 PCB 厂商 . 29 表 19： 国内主要 PCB 厂商汽车业务梳理 . 30 表 20：典型座舱域控制器厂商及其方案和客户 . 32 表 21：典型自动驾驶域控制器厂商及其客户和伙伴 . 33 表 22：动力域、底盘域厂商及其方案和客户 . 33 表 23：单核和多核处理器对比 . 34 表 24： CPU VS GPU . 35 表 25： FPGA 和 ASIC 成本和开发周期对比 . 36 表 26：域控制器典型的系统技术规 格 . 36 表 27：自动驾驶域控制器典型的传感器通道 . 37 表 28：常见的车载通信网络优劣势对比 . 37 表 29：特斯拉历史上几次较有影响力的 OTA 升级 . 39 表 30：传统车企和造车新势力开始发力布局 OTA 技术 . 40 表 31：基于域和基于 Central&Zone 架构的对比 . 41 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 域控制器的背景 无人驾驶是大势所趋 要理解目前的无人驾驶（智能汽车），离不开以下一个公式： 出行需求 =总量 *里程 左边，出行需求 =人数 *人均出行里程。 右边第一项，总量 =公共交通工具 +私人交通工具。 右边第二项，里程 =时间 *速度。 图 1：出行供需公式 资料来源 : 国信证券经济研究所整理 需求方面， 随着国内城市化和现代商业化的发展，一方面提高了城市人口，一方面城市半径不断提升（主要城市半径 25km），居民的生活工作出行距离增加，等式左边的出行需求是快速增加的。 出行需求的增加必将要求总量和使用效率的提升。公共交通工具方面， 公交和地铁等领域存在短板， 2017 年中国地铁运行线路总长度为 3881.77 公里，与美国仍有较大差距（重铁 +轻铁，