智能驾驶系列专题：智能驾驶之芯片、软件领域梳理.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 行业 研究 Page 1 证券研究报告 深度报告 信息技术 Table_IndustryInfo 智能驾驶系列专题 超配 （维持评级） 2021 年 1 月 3 日 一年该行业与 上证综指 走势比较 行业专题 智能驾驶之芯片、软件 领域 梳理 巨头厂商底层技术突破，为汽车智能化带来质变 无论是造车新势力，还是传统车厂都在深度布局汽车智能化，座舱域、 驾驶域的发展速度尤为惊人。目前智能座舱的新车型普及度持续攀升， 智能驾驶的落地速度也有所加快。在汽车新四化浪潮下，车厂、芯片厂 商、 Tier1、 OS 以及其他软硬件供应商积极投入研发，产品迭代速度显 著加快。尤其巨头厂商在底层技术的突破，为市场带来质变。 硬件控制器集中化， SDV 已成为未来行业发展趋势 随着软硬件和新技术的共同发展， ECU 开发瓶颈问题日益突出，汽车行 业由最初的“机械定义汽车”逐步转变为“软件定义汽车” 。硬件控制器 集中化， SDV 已成为未来行 业发展趋势。在软件定义汽车时代，产品价 值链被重塑，传统汽车核心竞争要素将会被硬件、软件和服务所取代， 供应链生态也将变革，汽车行业的重点将从依靠硬件驱动的产品逐步进 行转移，当下的新产品应当是由 “ 硬件 +软件 ” 同步驱动的产品。 中国汽车智能化发展速度领先， A 股有望成为核心投资市场之一 汽车新四化的发展， OTA 市场增速迅猛，中国智能座舱作为首个核心应 用市场潜力巨大，预计 2025 年规模破千亿，市场政策双驱动， ADAS 获 井喷发展。据中国产业调研网估计， 2025 年全球 ADAS 市场规模将达 275 亿欧元， 20152025 年均复合增长率高达 17%。 终端软件解决方案提供商的盈利模式也有望发生转变 大部分传统汽车厂商缺少软件基因，在软件定义汽车领域需要寻求外部 供应商的合作 ，且需求范围逐步扩大 。供应商多以项目开发的形式开展 业务，目前正逐步增加 Royalty 收费（按销售量和单价的一定比例分成）、 升级服务费等盈利模式，市场量、价空间逐步打开，空间巨大。 行业质变、催化不断、 业绩兑现、 空间广阔， 建议关注龙头标的 巨头推动技术持续突破，车厂车型布局及出货带动整体供应链业绩兑现， 行业质变、催化不断、成长空间广阔。 同时， 2021 年 A 股即将迎来智能 汽车板块独角兽（ AI、汽车智能传感器等）的上市浪潮， 板块景气度互 相验证 。我们建议关注 中科创达 、 德赛西威 （汽车团队覆盖）、 道通科技 、 锐明技术 等相关上市公司。 本文 将按整车分为自动驾驶域、智能座舱域、 车身域（车身 +底盘 +动力域），通过研究特斯拉等造车新势力以及 Tier1 和传统车厂目前在汽车智能化领域的布局， 梳理目前汽车域控制器芯片 及智能软件的应用情况和发展趋势。 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） 2020E 2021E 2020E 2021E 300496 中科创达 买入 117.00 49,508.56 0.89 1.22 131.46 95.90 002920 德赛西威 增持 84.14 46,277.00 0.92 1.04 91.46 80.90 688208 道通科技 买入 68.51 30,829.50 0.99 1.43 69.20 47.91 002970 锐明技术 买入 53.01 9,160.13 1.44 2.09 36.81 25.36 资料来源： Wind、国信证券经济研究所预测 相关研究报告： 计算机行业 2021 年投资策略：科技创新大 时代，掘金高增长龙头 2020-11-23 中科创达 -300496-深度报告：软件定义汽车 龙头，芯片 /OS/AI 禀赋优势突出 2020-11-17 证券分析师：熊莉 E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980519030002 证券分析师：于威业 电话： 0755-81982908 E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980519050001 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 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 D/19 F/20 A/20 J/20 A/20 O/20 上证综指 信息技术 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 2 投资摘要 关键结论与投资建议 巨头推动技术持续突破，车厂车型布局及出货带动整体供应链业绩兑现，行业 质变、催化不断、成长空间广阔。 同时， 2021 年 A 股即将迎来智能汽车板块独 角兽（ AI、汽车智能传感器等）上市 热 潮，板块景气度互相验证。我们建议关 注 中科创达 、 德赛西威 （汽车团队覆盖）、 道通科技 、 锐明技术 等相关上市公司。 本文 将按整车分为智能座舱域、 自动驾驶域、 车身域（车身 +底盘 +动力域），通 过研究特斯拉等造车新势力以及 Tier1 和传统车厂目前在汽车智能化领域的布 局， 梳理目前汽车域控制器芯片及智能软件的应用情况和发展趋势。 核心假设或逻辑 第一， 我们主要讨论和梳理当前芯片厂商在域控制器芯片产品上，尤其是座舱 域和驾驶域控制器芯片产品上的差异化比较。 传统汽车芯片 包含控制、通信、 存储三类，其中 ECU 包括了行车电脑、各个传感器（后视镜、油门、车身、胎 压等控制），还有一些传感器的 MCU，比如倒车雷达、倒车影响、胎压监测等 的 MCU。在智能汽车架构演变下，座舱域、驾驶域、车身域的划分，使汽车 IT 架构呈集中化的趋势，尤其控制器上，出现替代 多个 ECU 的域控制器（ DCU）。 通过单个 DCU 对整个域内的智能单元进行计算处理。本文主要讨论汽车芯片中 的 DCU 产品的差异化比较 。 高通在座舱域的优势巨大，英伟达凭借 GPU 研发 优势，在驾驶域取得领先。巨头厂商产品迭代加快，尤其驾驶域 DCU 格局未定 。 第二， DCU 方面，我们在梳理高通、英伟达等国际巨头的同时，也梳理了国产 龙头 华为、地平线的研发和商业化进展。国产厂商追赶步伐加快，并通过 车规级认证，产品迭代值得期待。 第三， OS 方面，对 座舱域和驾驶域进行梳理，对于 QNX、 Linux、 Android 不 同技术方案进行优劣势分析 ，各有所长。 第四，对 龙头 传统车厂 、 Tier1 的汽车智能化布局进行 梳理 ，智能座舱落地 加速 。 与市场 预期的 不同之处 第一， 在 分析各芯片厂商 产品性能和市占率的基础上，对于高通、英伟达的领 先原因进一步进行分析，并对未来趋势进行展望。 第二，对于软件 定义汽车行业，详细阐述汽车新四化演变下，软件新架构的组 成，并对汽车 OS 优化及中间件行业进行市场竞争格局分析和竞争壁垒分析。 第三，按智 能座舱域、自动驾驶域、车身域（车身 +底盘 +动力域） 分类解读底 层技术和架构变化。 股价变化的催化因素 第一，特斯拉等造车新势力 以及 BBA 等知名车厂不断推出智能汽车新型号； 第 二 ， AI、汽车智能化相关 独角兽陆续上市或对板块形成催化 ； 第三，板块业绩兑现加速，上市扩容后，景气度互相验证； 第四，巨头芯片、 OS 等厂商产品加速迭代。 核心假设或逻辑的主要风险 第一， 疫情反复或对汽车销量持续产生不利影响； 第二， 中美科技、贸易摩擦风险 ； 第三，座舱域、驾驶域智能化落地节奏低于市场预期的风险； 第四，市场格局发生改变，竞争加剧等风险。 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 3 内容目录 前言 . 6 智能座舱： “硬 +软 ”全面升级进入爆发期，产品成熟商业化加速 . 6 智能座舱硬件升级， “智能化 +集中化 ”架构重新定义软硬件形态 . 6 软件定义汽车趋势明朗，使用软件解决硬件控制场景 .11 全球智能座舱市场快速增长，中国市场增速抢眼 . 16 中科创达先发优势突出，布局智能座舱软件全生态，应用于主流车厂 . 18 软件定义汽车领域壁垒高，竞争格局清晰 . 24 Tier1 在智能座舱的布局 . 26 自动驾驶域：应用逐步落地，商业化进程值得期待 . 28 芯片：英伟达领先，高通持续迭代，国产厂商积极布局 . 28 自动驾驶系统：商业化落地加速，产业生态逐步成熟 . 36 自动驾驶系统底层 OS： Linux、 QNX 成为主流 . 38 芯片 ASIC、 FPGA、 GPU、 CPU 之争，生态合作伙伴成为重中之重 . 41 CPU、 GPU、 DSP 等传统芯片目前仍是智能汽车主流芯片 . 41 FPGA、 ASIC 应运而生，创业公司纷纷布局 . 42 格局未稳，解决方案生态合作伙伴成为重中之重 . 43 车身域、动力域和底盘域：普及程度较低， MCU 仍是主流方案 . 44 传统车厂商：汽车智能化浪潮下，已迈出坚实一步 . 44 建议关注汽车智能化浪潮下的龙头解决方案供应商 . 46 中科创达（ 300496）：智能汽车业务爆发式增长，商业模式逐步升级 . 46 德赛西威（ 002920）：国内车机龙头，智能驾驶推进有序（汽车团队覆盖） . 47 道通科技（ 688208）：优质汽车诊断龙头，开启数字化、智能化发展新篇章 . 48 锐明技术（ 002970）：全球化商用车监控龙头，智能化时代迎量价齐升 . 49 国信证券投资评级 . 51 分析师承诺 . 51 风险提示 . 51 证券投资咨询业务的说明 . 51 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 图 表 目录 图 1： 汽车智能化整体架构 . 6 图 2：智能座舱具体软硬件结合示例图 . 7 图 3：智能座舱产业厂商图谱 . 7 图 4：奔驰新 E 双 12.3 英寸高清显示器 . 8 图 5：主控芯片代替功能芯片 . 8 图 6：智能座舱示例图 . 9 图 7：特斯拉和奥迪仪表盘 . 10 图 8：奥迪 A6 和宝马 X5 的 HUD 实例 . 11 图 9：完善的车载系统层级框架 . 12 图 10：基于 QNX 软件解决方案的智能座舱 . 12 图 11：下一代智能座舱软硬件一体化聚合示例图 . 13 图 12：车联网专利全球地域分布情况 . 14 图 13：小鹏汽车语音交互系统（声源定位） . 16 图 14： 2018-2022 年全球智能座舱行业市场规模及预测（单位：亿美元） . 17 图 15： 2017-2025 中国智能座舱行业市场规模及预测（单位：亿元） . 17 图 16： 2020 年与 2025 年智能座舱硬件设备渗透率变化情况 . 18 图 17： 2019-2025 年中国汽车智能语音前装市场规模变化（单位：亿元） . 18 图 18：中科创达智能座舱解决方案 . 19 图 19：基于 QNX 系统的智能座舱软硬件一体化图 . 20 图 20：基于 QNX 系统的智能座舱软硬件一体化图 . 21 图 21： Kanzi Reference HMI 的核心内容 . 21 图 22：中科创达 Kanzi 套件一览 . 22 图 23： Kanzi 的智能座舱应用 . 23 图 24：生物识别（ FaceID + 行为状态检测）官方实例 . 23 图 25： OS 优化内容框图 . 24 图 26： KPIT Autostar 产品架构图 . 25 图 27： 博世最新智能座舱产品 . 27 图 28： 自动驾驶域整体框架 . 28 图 29： 特斯拉自主研发 FSD 芯片内部架构 . 29 图 30： 华为 MDC 自动驾驶平台 . 34 图 31： 鸿蒙 OS 微内核架构 . 34 图 32： 地平线智能驾驶战略布局 . 36 图 33： 特斯拉以视觉为主导的技术路径 . 38 图 34： 部分车企采用的以激光雷达 +高精度地图 +V2X 主导的技术路径 . 39 图 35：特斯拉 Model3 网络拓扑图 . 40 图 36： Tesla Model3 控制器供应商分布饼图 . 40 图 37： FPGA、 ASIC 芯片设计流程 . 42 表 1：主流智能座舱域芯片对比情况 . 9 表 2：主流车厂智能座舱显示器对比 . 11 表 3：自主车载系统开发方式 . 12 表 4：主流车载 OS 对比 . 13 表 5： Hypervisor（虚拟机）和中间层 . 14 表 6： 5G 助力智能驾驶发展 . 15 表 7：主流车厂自动驾驶辅助系统对比 . 15 表 8：主流车厂车载系统延展功能对比 . 16 表 9：中科创达智能座舱板块解析 . 19 表 10： Kanzi HMI 解决方案 . 22 表 11：国际 Tier1 业务主要覆盖范围 . 26 表 12： Tier1 汽车智能化产品对比 . 27 表 13：自动驾驶分级 L0-L5. 28 表 14：目前主流自动驾驶芯片的产品性能以及搭载车型对比 . 32 表 15：特斯拉自动驾驶系统发展历程 . 36 表 16：造车新势力自动驾驶系统对比 . 37 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 表 17： QNX 和 Linux 对比 . 38 表 18： FPGA 与 ASIC 设计优势对比 . 43 表 19： 2020 年数字化智能座舱主要功能渗透率 . 45 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 前言 智能座舱域和自动驾驶域成为 目前 汽车智能化发展核心。 本文将按整车分为自 动驾驶域、智能座舱域、车身域 （车身 +底盘 +动力域 ） ，通过研究特斯拉 等 造车 新势力 以及 Tier1 和传统车厂目前在汽车智能化领域的布局， 梳理目前 汽车域 控制器 芯片及 智能 软件 的 应用情况和发展趋势。 智能座舱 ： “硬 +软”全面升级进入爆发期， 产品 成熟 商业化 加速 智能座舱硬件升级，“智能化 +集中化”架构重新定义软硬件形态 人车交互式体验核心，多屏融合智能驾驶舱代表未来 传统汽车驾驶仓的生态系统以碎片化为主，分布式电子控制单元之间信息无法 有效交互，导致人与车之间存在交互障碍。随着汽车电子化程度提高，电子控 制单元整合是汽车电子设计的发展趋势，多屏融合的智能座舱将集成中控大屏 + 液晶仪表盘 +抬头显示器（ HUD） +流动后视镜，并搭载高级辅助驾驶（ ADAS）、 无人驾驶技术和人工智能 AI 等新时代科技，带来更为智能化和安全化的交互体 验。 图 1： 汽车智能化整体架构 资料来源： 小鹏 官网 ，国信证券经济研究所 整理 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 图 2：智能座舱具体软硬件结合示例图 资料来源：车云，国信证券经济研究所整理 智能座舱全产业链分为三大环节： 1） Tier0.5 级供应商也可称为产业的下游， 主要以各大车企和传统 Tier1 供应商构成，如德赛西威、均胜电子、伟世通等， 云计算和车联网的普及使华为、 BAT 等互联网科技类供应商也分布于产业下游； 2） Tier1 为座舱提供中控屏、仪表盘、流媒体后视镜、后排液晶显示器等硬件， 同时配合开发信息娱乐解决方案、驾驶显示解决方案和 HUD 为智能座舱的电子 化技术升级； 3）传统的 Tier2 主要供应 PCB、显示面板、功率器件等电子产品， 未来产业将集中升级操作系统相关软硬件，如增加应用软件、中间件软件、自 主定制操作个性化系统、可达成“一芯多屏”的高效能低成本芯片。 图 3：智能座舱产业厂商图谱 资料来源：亿欧，国信证券经济研究所整理 显示面板大屏化 新一代智能座舱将液晶仪表盘和中控大屏结合 ，共同对用户体验产生影响，满 足消费者对科技感和舒适性的需求。智能座舱是新能源和未来无人驾驶汽车标 配。攻克新能源汽车核心技术是中国迈入汽车强国的必由之路，新能源汽车带 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 8 动 ADAS 前装信息渗透率快速提升，加速市场对车用信息云端交互的需求，推 动智能座舱解决方案的未来发展。在传统机械仪表盘内，新能源汽车电量显示、 续航里程等新能源汽车关键信息，以及 ADAS 车型轨道偏移等信息均无法显示， 全液晶显示屏必定是大势所趋。 传统汽车座舱的前方普遍以机械或半液晶仪表盘，中间以液晶显示器为主。 特 斯拉在车内配置了一块 17 英寸巨屏引领了智能汽车的大屏潮流，随后各大车厂 的高端车型逐渐将超大屏作为标配，比如，奔驰新 E 系采用双 12.3 英寸高清显 示屏通过悬浮效果为驾驶舱带来先锋科技感，左侧显示器显示数字仪表盘内容， 而右侧显示器为驾驶员呈现车内信息娱乐（ IVI），融合汽车操作系统和车载信 息娱乐系统，从而升级人机交互体验；在宝马 i4 Concept 的发布中，宝马将所 有操作集成在面积非常大的中控中，几乎放弃所有的物理按键，未来宝马的车 型座舱内饰都将朝着这个方向设计，一体式悬浮大屏也将成为宝马下一代内饰 的核心元素。 图 4：奔驰新 E 双 12.3 英寸高清显示器 资料来源： 奔驰 官网，国信证券经济研究所整理 一芯多屏替代多组件 集中取代分布 。未来智能座舱所代表的多屏融合体验都将依赖于高计算能力的 超级芯片。多个分布式的电子单元使每个系统如同“孤岛”一般，难以支持多 屏幕融合、多模块互动等复杂座舱功能，“一芯多屏”替代多单元组件的技术将 融合每座“孤岛”成为一块“新大陆”。伴随着智能驾驶渗透率提升，全球芯片 巨头纷纷布局推出具备人工智能计算能力的主控芯片，取代传统分布式的功能 芯片， IHS 预测在 2020 年汽车主控芯片市场规模可达到 40 万亿美元。 图 5：主控芯片代替功能芯片 资料来源：车云，国信证券经济研究所整理 “一块芯片、多屏互交”将成为智能座舱未来趋势 ，单一芯片可以降低系统复 杂度以提高安全性能，并降低成本预算。通过融合云侧终端和 V2X 场景，底层 芯片和车载系统根据各个电子控制单元（ ECU）反馈的数据进行计算，了解汽 主控 芯片 总线 控制 车身舒 适控制 娱乐信 息控制 发动机 控制 电池 管理 驱动力 控制 制动力 控制 自动驾 驶控制 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 9 车行驶状态以及各项参数指标，调配车辆至最佳行驶状态。以液晶显示器为例， 传统机械仪表盘难以承受大量行车数据，液晶仪表盘通过升级芯片并引入云端 数据，构建智能座舱交互平台和界面，未来将升级裸眼 3D 仪表盘。 图 6：智能座舱示例图 资料来源：车云，国信证券经济研究所整理 座舱域目前高通一枝独秀。 目前，高通已经赢得全球领先的 20+家汽车制造商 的信息影音和数字座舱项目。 目前 高通通过骁龙 820A 和 602A 汽车平台，在数 字座舱领域为汽车提供 高 水平的计算性能。其中，骁龙 820A 数字座舱平台支 持计算机视觉与机器学习，能够提供丰富的图形与多媒体功能，加上广泛的可 视化和操作系统选项组合及神经处理引擎，帮助汽车厂商打造差异化特性，提 供卓越用户体验。目前，包括奔驰、奥迪、保时捷、捷豹路虎、本田、吉利、 长城、广汽、比亚迪、领克、小鹏、理想智造、威马汽车在内的国内外领先汽 车制造商均已推出或宣布推出搭载骁龙汽车数字座舱平台的车型。 2020 年多款 上市新车型都搭载了骁龙 820A，包括全新领克 05、奥迪 A4L、小鹏 P7 及 2020 款小鹏 G3 部分车型等。 表 1：主流智能座舱域芯片对比情况 芯片厂商 产品名称 CPU+GPU Core 主频GHz CPU 算力TOPS GPU 算力GFLOPS 功耗（ W） 制程（ nm） 自动驾驶等级 量产时间 主要 搭载车型 高通 晓龙 820A Kyro 200+Adreno 680 2.1 / 320 / 14 L3/L4 2019 年、2020 年 爆款，目前市占率最 高的座舱域芯片 骁龙 602A （晓龙 400 内核） Kyro200+Adr eno 530 1.5 / / / 14 L2 2017 年 旧版奥迪 A4、奥迪 Q7、 BBA、吉普、 honda、捷豹、 Acura、尼桑 SA6155P Kyro300+Adreno 608 (2*2.1+6*1.8) / 430 / 11 L2/L3 2020 年 奇瑞捷途 X70 SA8155P Kyro435+Adreno640 (2.4+3* 2.1+4* 1.8) / 1142 / 7 L4 2020 年 威马汽车 等 SA8195P Kyro495+Adreno 899 / 2100 / 7 L4 / ADIGO3.0 英伟达 Tegra 2.5 / / / 16 L2 / 奔驰 S 级 恩智浦 i.MX 8 Arm A72+GC7000 (4*1.2+2*1.6) / 128 / 16 L2/L3 / 福特 F-150 瑞萨 R-CAR H3 Arm A57+GX6650 4*1.7+4*1.2) / 288 / 16 L3 2019 年底 大众最新迈腾、广汽 aionLX、路虎卫士、 雷克萨斯 RX 华为 Kirin 710A A73+Mali G51 (4*2.2+4*1.7) / / / 14 L3/L4 2022 年 比亚迪 地平线 J2 / / 4 / 2 12 L1/L2 2019 年 长安 UNI-T 三星 Exynos Auto v9 A76+Mali G76 2.1 200 / / 8 L3/L4 2021 年 奥迪 资料来源： 各公司官网， 国信证券经济研究所整理 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 10 高通 今年 量产的 SA8155P 芯片更是 在主频、算力、制程方面全面领先竞争对 手，龙头地位稳固。 高通此前在智能移动终端、通信等芯片领域展现出龙头研 发实力，目前在座舱域 DCU 方面也全面领先竞争对手。 自主品牌、合资品牌、 外资品牌车厂纷纷围绕 SA8155P 搭建研发平台，车型落地在即。 智能仪表盘驱动人机交互 以集合娱乐信息系统和车载信息系统的中控作为人机交互的核心驱动，液晶仪 表盘将成为人车交互的入口和界面。 中控系统主要由操作系统（ OS）、软件服 务和 ADAS 系统主导的软件所组成。 L4 自动驾驶是未来智能汽车的必然趋势， 更多围绕乘客的角度去进行 HMI 设计，随着 5G 和车联网技术的发展，智能、 便利、人性化体验，正在重新定义未来汽车人机交互新模式。 3D 仪表盘、 AR-HUD 和媒体后视镜都将为驾驶员提供更便捷和更安全的驾驶信息显示。但 特斯拉的 Model3 摒弃了传统的液晶仪表盘，全采用 15 寸的中控大屏显示。中 控屏中的 UI 交互设计 ：屏幕左侧显示车辆行驶数据，包括时速、挡位、剩余电 量等内容；右侧以导航功能为背景的多媒体操作系统。 图 7：特斯拉和奥迪仪表盘 特斯拉 Model3（无液晶仪表盘） 奥迪 TT（含液晶仪表盘） 资料来源： 特斯拉 官网，国信证券经济研究所整理 通过仪表盘内的车载摄像头，系统可以实时监控驾驶员的双眼视线使得 3D 效 果实时根据驾驶员的目光调整，实时随动。 目前海内外头部车厂已逐渐为高端 车型配备车载摄像头，大多装置在仪表盘或内后视镜中，生物识别观察驾驶员 的动态，不仅可以个性化定制驾驶员专属模式，还可以确保驾驶员在行车中保 持高度精神集中状态以提高安全指数。相比现在主流开发的动作识别和手势识 别，奔驰更加直观的方式结合摄像头监控显然比固定模式的手势操作更实用。 如喜欢倒车回头看的人，仪表摄像头会在回头的时候自动降下后遮阳帘，若想 拉开遮阳帘也不用去找按钮，直接在遮阳帘下方的区域凭空向后拨动，遮阳帘 会自动打开。 HUD 逐渐成为智能汽车标配 平视显示器（ HUD）运用光学投影 技术将车载信息投屏到与视线平行的前方挡 风玻璃上，为了帮助驾驶员减轻认知负荷，无需转移视线即可轻松获取行车信 息，提高其态势感知能力的应用。另一方面，融合汽车传感器和高级驾驶员辅 助系统（ ADAS）功能在一起时，能使驾驶员更轻松地检测到威胁或警告，从 而更快地采取行动。 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 11 图 8：奥迪 A6 和宝马 X5 的 HUD 实例 奥迪 A6 宝马 X5 资料来源：车云，国信证券经济研究所整理 HUD 现已在部分成型上有所应用，比如，宝马 5 系、奥迪 A6、奔驰 E 系等， 未来 AR-HUD 有望成为智能汽车的必然配置 。奔驰 S 级拥有面积最大的顶尖 AR-HUD，率先支持 AR 实景导航，给驾驶员提供方向。随着光学、 AR、图像 识别等技术不断突破，通过特殊设计的光学系统将图像信息精确地结合于实际 交通路况中，包含技术有投射、前挡特种玻璃、高精地图、图像渲染和智能驾 驶信息等。 表 2：主流车厂智能座舱显示器对比 公司 中控屏 仪表盘 HUD 芯片技术 流媒体后视镜 车载摄像头 小鹏 P7 14.96 英寸中控屏 10.25 英寸液晶仪表盘（ Linux 系统） 无 NVIDIA 的 Xavier 智能方案 无 无 理想 ONE 16.2 英 寸 中 控 屏（ Android 系统） 液晶仪表盘 （ Linux 系统） 无 预期 2021 年使用 NVIDIA 自动驾驶芯 片 Orin 无 无 蔚来 ES6 11.3 英 寸 中 控 屏（ Android 系统） 9.8 英寸液晶仪表盘（ QNX 系统） 有 ESeQ4 自动驾驶芯片 无 有（内后视镜） 奔驰 S 系 12.8 英寸 OLED 中控屏（ Linux 系统） 裸眼 3D 仪表盘 （ QNX 系统） 有（ AR-HUD） NVIDIA 的 Tegra Parker 有 有（仪表盘内） 奥迪 A8 10.1 英寸 +8.6 英寸触摸手写屏 12.3 英寸液晶仪表盘（ QNX 系统） 有 有 有（仪表盘内） 宝马 5 系 触摸中控屏 12.3 英寸液晶仪表盘（ QNX 系统） 有 有 特斯拉 Model3 15 英寸中控屏 （自主研发） 无 无 自研 FSD 有 有（内后视镜） 资料来源： 各车厂官网， 国信证券经济研究所整理 软件定义汽车趋势明朗，使用软件解决硬件控制场景 软件定义汽车拥有 7 层 IT 架构，智能座舱成为软件定义汽车率先落地场景，此 外特斯拉、小鹏等汽车厂商开始使用 OTA 解决性能和故障问题，未来应用场景 将不断拓展。 车载开发以定制化为主 车企开发自主车载系统方式以标准的定制化操作为主， ROM 和超级 APP 方式 为辅。 车载系统的构建从下至上为：硬件、虚拟机、系统内核、标准系统服务 层、汽车服务和车辆控制、应用程序框架（含中间层）、应用程序和云服务。智 能座舱是结合软件和硬件多多元配合下的产品，一个完美的智能座舱需要拥有 驾驶辅助、座舱域控制器、沉浸式声学体验、显示屏技术和座舱检测系统等新 技术，同时搭配内饰、座椅等传统硬件。 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 12 图 9：完善的车载系统层级框架 资料来源：车云，国信证券经济研究所整理 车企对车载 OS 布局会根据战略格局以及自身实力划分为 3 种形式： 1）定制化 自主开发专属 OS； 2） ROM 方式基于已有系统做上层 UI； 3）直接采用现成的 车载 OS 并搭建自身的应用软件。头部车厂大多倾向从整车硬件到车载 OS 都 自己开发，形成自身独有的完整生态链。 表 3：自主车载系统开发方式 操作方式 开发方式介绍 定制化操作 从系统内核到应用程序层级进行深度重构，完全针对车机研发优化。 ROM 方式 基于 Android 等系统自有架构进行自研，基于需求定制汽车服务、车辆控制和应用程序等。 超级 APP 直接在应用程序层调用系统已有接口实现相关功能，其余层级则完全沿用已有系统架构。 资料来源：车云，国信证券经济研究所整理 车载 OS 是传统车产实现数字转型的关键，汽车将演变为移动智能终端。 目前 主流的底层车载操作系统共有四种： QNX、 Linux、 Android 以及 WinCE，其中 WinCE 基本上已经退出市场。从主流车企选择的系统开发方式来看，海外高端 车厂、零部件供应商（如奔驰、宝马等）和国内车企新势力（如小鹏、蔚来等） 都选择自建技术团队，即在底层操作系统基础之上进行定制化开发，形成独有 的车载系统。 QNX 为车载 OS 领域龙头 ，全球 100%的 OEM 商和前八家 Tier1 都是 QNX 的 客户，在车载信息娱乐系统或车联网系统占据超过 60%的市场份额，如宝马 ConnectDrive、奥迪 MMI 都用 QNX 技术。车载 OS 行业巨头 QNX 也推出基 于软件的智能座舱解决方案， 凭借实时性交互等优势， 集成多个电子控制单元 （ ECU）到单一芯片系统（ SoC）使系统运行的软件可以打破临界线，甚至横 跨不同的操作系统，从而推动安全认证的要求。使用 QNX 平台的智能座舱不仅 享有可靠安全的车载信息系统和娱乐信息系统，还可以通过同一 ECU 访问 Android 系统的最新应用程序，如谷歌地图和音乐软件。 图 10：基于 QNX 软件解决方案的智能座舱 资料来源： QNX 官网，国信证券经济研究所整理 Linux 作为一个开发多年的成熟 OS，是当下最安全、稳定的操作系统之一 ， 广泛应用于服务器、云计算、超级计算机、银行等领域。基于 Linux 成熟版本 单一芯片系统（ SoC） = 信息娱乐系统（ IVI） + 数字车载系统（ ADAS） + 抬头显示器（ HUD） 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 13 开发的定制化程序，既可以用作驱动件的 ADAS 仪表显示系统，也可以用于信 息娱乐系统。 Android 是基于 Linux 内核和其他开源软件的修改版本 ，让非常多的 OEM 商 通过 Android 系统进入自研产品、定制化开发的道路，如蔚来、小鹏等。目前， 谷歌和黑莓公司都分别为其基于 Android和 Linux底层系统为基础，建立了 OAA 联盟和 AGL项目开发上层操作系统并完善生态，吸引了全球 OEM巨头， Tier1， 芯片巨擎作为合伙人。 Android 系统由于交互延时等问题，在座舱域和驾驶域的 性能表现弱于 QNX、 Linux。 表 4：主流车载 OS 对比 公司 操作系统 系统基础 优缺点 主要合作车厂 黑莓 QNX Unix 安全性极高、微内核、符 合车规要求可用于仪表 盘、收费高 宝马、奥迪、奔驰、通用。 谷歌 Android Automotive Android 生态完善、稳定性有待检 验、定制开发灵活、安全 性较差 蔚来、沃尔沃、小鹏、三菱 特斯拉 Version Linux 内核 稳定、生态薄弱 自主研发 百度 小度 OS、 CarLife 未知 AI 能力强、汽车底层控制薄弱 戴姆勒 -奔驰、北京现代 苹果 Carplay Unix 无 无 华为 HarmonyOS Android 稳定、生态完善、内核轻巧 华为产业链 阿里 AliOS Linux Kernel 稳定、生态完善、可端上机器学习 上汽体系内品牌，荣威、大通、福特 资料来源：亿欧，国信证券经济研究所整理 虚拟机和中间层软件分别辅助车载系统 虚拟机辅助软硬件的一体化聚合是未来趋势。 Hypervisor（虚拟机）是运行在 物理服务器和操作系统之间的中间软件层，可用于同步支持 Android、 Linux、 QNX 多系统。根据 ISO26262 标准规定，仪表盘的关键数据和代码与娱乐信息 系统属于不同等级，主流市场中， QNX 或 Linux 系统用来驱动仪表系统，信息 娱乐系统则以 Android为主，目前技术只能将两个系统分开装置在各自芯片中。 然而，虚拟机可以同时运作符合车规安全标准的 QNX 与 Linux，因此虚拟机管 理的概念被引入智能座舱操作系统。随着液晶仪表以及其他安全功能的普及， 供应商不需要装载多个硬件来实现不同的功能需求，只需要在车载主芯片上进 行虚拟化的软件配置，形成多个虚拟机，在每个虚拟机上运行相应的软件即可 满足需求。行业领先虚拟机有： QNX Hypervisor、 ACRN、 PikeOS 和哈曼 Device Virtualization，用于服务底层操作系统。 图 11：下一代智能座舱软硬件一体化聚合示例图 资料来源： QNX 官网，国信证券经济研究所整理 应用程序层 中间件层 中控娱乐信息系统虚拟机 1、数字仪表盘虚拟机 2、 HUD虚拟机 3、 ADAS虚拟机 4、 T-Box虚拟机 5 QNX Hypervisor（虚拟机） 硬件（芯片） 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 14 中间件层位于平台（操作系统）和应用软件层之间的软件，用于连接各个分布 式系统和应用软件。 中间件层可以使开发人员避开复杂的底层操作系统，直接 在简单而统一的开发环境下接入应用软件 ，不仅缩短开发周期，还减少系统的 维护、运营和管理的工作量。 表 5： Hypervisor（虚拟机）和中间层 公司 虚拟机软件 入门费 安全等级 优点 Tier1 支持 中国供应商支持 黑莓 QNX 21 万 ASIL D 可自我分配，最大化利用硬件资源；各 OS之间共享 I/O 界面，减少开发周期降低成本； 伟世通、电装、博世 中科创达、南京诚迈 英特尔与 Linux 基金会 ACRN 免费 轻量级尺寸小；可直接运用于裸机 三星哈曼、 Aptiv、东软、 LG 英特尔中国 Mobica、 ARM XEN 免费 三屏座舱电子系统，集成 TomTom 的导航系统，可让 OEM 保留数据 IP 一边未来 Mediatek、 LG 德国大陆 L4RE 免费 德国大路汽车 法国 VoSyS VOSySmonitor 免费 ASIL C 轻量级；支持多个行不同类型不同安全等级的操作系统 松下 Open Synergy COQOS 15 万 ASIL B 可用于自动驾驶和自适应 Autosar 松下、弗吉亚电 子（歌乐和 Parrot） 上海智允信息 资料来源： 亿欧， 国信证券经济研究所整理 智能网联汽车和 5G+AIoT 实现“人 -车 -路 -云”高度协同 无线通信将广泛运用在智能座舱，连接以算法、芯片、操作系统和以 ADAS 执 行、智能中控、语音交互为主的执行层 ，为 OEMs 厂商开发测试终端产品打造 自主、可控、完整的产业链。中国通信学会发布研究报告车联网知识产权白 皮书中数据显示，截至 2019 年 9 月，全球车联网领域专利申请累计 114587 件，美国位居榜首，占 30%，中国 25%紧随其后。万物互联的基础就是数据在 云端可实时传输，外界的信息进行多模交互，为车路协同智能化发展提供更多 的应用场景。 传统车厂的信息技术及开发架构不足以支持如此庞大的数据量提供计算、储存 和网络支持，因此车厂趋向于深度合作 BAT 等互联网巨头，共同构建车联网生 态推出各自特色的云平台系统，如上汽与阿里联合打造的斑马网络、腾讯与长 安汽车的梧桐车辆、博泰的“擎 Mobile 随身车联网”。 图 12：车联网 专利全球地域分布情况 资料来源：中国通信学会（ 2020.01），国信证券经济研究所整理 打通底层到云端的各个技术、生态环境，将具备自动驾驶功能的智能网联汽车 和 5G-V2X 全云场景的逐步实现规模化商业应用，促进未来“人 -车 -路 -云”的 高度协同。 在软硬件一体化的实施过程中，车辆智能网联中最重要的设备为云 端数据平台的建设，搭载先进的车载传感器、控制器，连接车内各个 ECU 获取 美国 30% 中国 25% 日韩 24% 欧洲 17% 其他 4% 美国 中国 日韩 欧洲 其他