一、域控制器產業鏈機遇

    域控制器（DCU，DomainControlUnit）的概念最早是由以博世、大陸為首的Tier1提出，它的出現是為了解決信息安全，以及ECU瓶頸的問題。域控制器因為有強大的硬件計算能力與豐富的軟件接口支持，使得更多核心功能模塊集中于域控制器內，系統功能集成度大大提高，這樣對于功能的感知與執行的硬件要求降低。加之數據交互的接口標準化，會讓這些零部件變成標準零件，從而降低這部分零部件開發/制造成本。也就是說，外圍零件只關注本身基本功能，而中央域控制器關注系統級功能實現。

    由于要完成大量運算，域控制器一般都要配備一個運算力強大的核心處理器，能夠提供對智能座艙和不同級別自動駕駛算力的支持，業內有NVIDIA、英飛凌、瑞薩、TI、NXP、Mobileye等多個方案。利用處理能力強大的多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域，以取代以前的分布式汽車電子電氣架構（EEA）。

    隨著汽車E/E架構的演變進化，主機廠和汽車電子供應商的供應關系正發生深刻變革。由于汽車電子硬件走向集中化的趨勢，汽車電子供應商數量將減少，同時域控制器供應商將更加重要。

    縱觀整個域控制器產業，近兩年中國企業的崛起是一大特色，譬如德賽西威、百度、東軟、海高汽車、布谷鳥、環宇智行、知行科技等。目前這些國內域控制器研發企業的客戶主要是新興造車企業和非一線傳統車企。

    從生產流程來看，汽車電子控制器產業鏈主要經歷了：晶圓生產、（芯片）封裝測試及系統應用（MCU及各類控制器等）。上游核心產品芯片，決定了域控制器的核心計算能力，芯片設計層面主要由海外壟斷，晶圓代工和封裝測試層面大部分國產化半導體龍頭企業具備實力；中游核心產品MCU（海外為主），PCB板（國產化率較高）、無源器件（一定程度國產化）；下游控制器總成廠商主要是全球零部件巨頭企業領先，近年來國內部分上市公司和初創企業逐漸實現了產品研發和訂單斬獲。

    域控制器硬件拆解

    域控制器（DCU）的底層硬件仍然是汽車電子控制單元（即ECU），只是相較于ECU而言，DCU的處理器算力更強、接口數目更多，軟件方法更新。但DCU和ECU外觀相似，硬件結構基本一致。

    ECU和DCU硬件結構大同小異。如果拆解ECU和DCU后會發現，二者都是由印刷電路板、密封性金屬外殼、支架、散熱組件（風冷或水冷）等構成。大部分ECU電路結構大同小異，控制功能的變化主要依賴于軟件及輸入輸出模塊的變化，隨控制系統完成任務的不同而存在差異。

    汽車電子控制系統主要包括傳感器-ECU-執行器。汽車電子控制系統包括硬件和軟件兩部分，硬件有電子控制單元（ECU）及其接口、傳感器、執行機構、顯示機構等；軟件存儲在ECU中支配電子控制系統完成實時測控功能。

    汽車電子控制系統工作原理

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    汽車電子控制系統工作原理：輸入-轉換-處理-輸出。

    在輸入處理電路中，ECU的輸入信號主要有三種形式，模擬信號、數字信號(包括開關信號)、脈沖信號。模擬信號通過A/D轉換為數字信號提供給微處理器。控制系統要求模數信號轉換具有較高的分辨率和精度(>10位)。為了保證測控系統的實時性，采樣間隔一般要求小于4ms。數字信號需要通過電平轉換，得到計算機接受的信號。對超過電源電壓、電壓在正負之間變化、帶有較高的振蕩或噪聲、帶有波動電壓等輸入信號，輸入電路也對其進行轉換處理。

    在微處理器中，首先完成傳感器信號的A/D轉換、周期脈沖信號測量和其它有關汽車行駛狀態信號的輸入處理，然后計算并控制所需的輸出值，按要求適時地向執行機構發送控制信號。過去微處理器多數是8位和l6位的，也有少數采用32位的。現在多用16位和32位機。

    在輸出電路中，微處理器輸出的信號往往用作控制電磁閥、指示燈、步進電機等執行件。微處理器輸出信號功率小，使用+5v的電壓，汽車上執行機構的電源大多數是蓄電池，需要將微處理器的控制信號通過輸出處理電路處理后再驅動執行機構。在電源電路中，傳統車的ECU一般帶有電池和內置電源電路，以保證微處理器及其接口電路工作在+5v的電壓下。即使在發動機啟動工況等使汽車蓄電池電壓有較大波動時，也能提供+5v的穩定電壓，從而保證系統的正常工作，而電動汽車一般由蓄電池供電。

    ECU就是由MCU和外圍電路組成。ECU作為汽車電子控制系統的核心部分，是嵌入式系統裝置，一般由中央處理機（CPU），存儲器（擴展內存），擴展IO口，CAN/LIN總線收發控制器，A/DD/A轉換口（有時集成在CPU中），PWM脈寬調制，PID控制，電壓控制，看門狗，散熱片，和其他一些電子元器件組成，特定功能的ECU還帶有諸如紅外線收發器、傳感器、DSP數字信號處理器，脈沖發生器，脈沖分配器，電機驅動單元，放大單元，強弱電隔離等元器件。

    整塊電路板設計安裝與一個鋁質盒內，通過卡扣或者螺釘方便安裝于車身鈑金上。ECU一般采用通用且功能集成，開發容易的CPU；軟件一般用C語言來編寫，并且提供了豐富的驅動程序庫和函數庫，有編程器，仿真器，仿真軟件，還有用于calibration的軟件。

    簡單來說，ECU就是由微控制器（MCU）和外圍電路組成。微控制器-MCU（MicroControllerUnit），又稱單片機（單片微型計算機），就是在一塊芯片上集成了中央處理機（CPU），存儲器（ROM）和輸入／輸出接口的單元。ECU的主要部分是MCU，而核心部件是CPU。

    ECU結構拆解

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    二、域控制器產業鏈梳理

    1）硬件部分，汽車電子控制器硬件的核心在于微控制器（MCU）。MCU=CPU+存儲+接口單元，CPU即芯片的一種類別。

    從生產流程來看，汽車電子控制器產業鏈主要經歷了：晶圓生產、（芯片）封裝測試及系統應用（MCU及各類控制器等）。晶圓的原始材料是硅，通過純化、融解、注入籽晶、拉出成單晶硅晶棒、硅晶棒再經過切段，滾磨，切片，倒角，拋光，激光刻，包裝后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，即晶圓，也就是芯片制作的原料；芯片廠收到晶圓后，通過使用化學、電路光刻制版技術，將晶體管蝕刻到硅晶圓之上，蝕刻完成后將單個的芯片一塊塊地從晶圓上切割下來，并進行封裝測試，這一步芯片制作完成；將發去下游的控制器制造廠SMT產線上，進行PCBA（印刷電路板）。將需要的各種芯片貼裝到電路板上，最后進行Housing（外殼組裝）

汽車電子控制器產業鏈

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    結來看，汽車電子控制器（DCU/ECU等）產業鏈上游在于芯片制造（芯片設計-晶圓生產-封裝測試），中游為智能控制器設計制造（SMT貼片，整合無源器件和PCB板），下游是汽車電子終端產品（嵌入式代碼）。產業鏈企業從上至下包括芯片設計方、晶圓制造方、外包封測企業、垂直整合芯片制造商、無源器件、電路板（PCB板）、MCU廠商、域控制器廠商。

域控制器產業鏈一覽

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    上游芯片端——域控制器上游的芯片直接反映了技術應用和產品性能，國內在晶圓代工和封裝測試方面都有一定的積累，但在芯片設計方面尚較為空白，而這正是國內外汽車控制器差距所在。

芯片產業鏈及主要廠商梳理

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    2019年全球前十大IC設計公司營收情況（單位：百萬美元）

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2018年國內前10大IC設計廠商（單位：億元人民幣）

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    游MCU（微型控制器）端——域控制器中游環節主要是微控制單元（MCU），又稱單片微型計算機或單片機，是把CPU（中央處理器）的頻率與規格做適當縮減，并將內存、計數器、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制。MCU可以視為一個小型的控制器，大多數ECU會基于多個MCU、PCB板進行更為復雜的控制功能設計。

    中國汽車電子市場MCU競爭格局

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    中游PCB端——PCB（印刷電路板）是汽車控制器內部元器件電氣連接的載體，主要材料是覆銅板，當前國產化率較高，中國PCB廠商在全球占據重要地位。

全球/國內排名前20的PCB廠商

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    智研咨詢發布的《2020-2026年中國集成電路制造行業競爭現狀及投資發展研究報告》顯示：車用PCB板是PCB行業的重要應用，2017年中國PCB市場下游應用最多的三個領域分別是通信電子、汽車電子、消費電子，分別占據了35%、16%和15%的應用比例。汽車電動化、智能化、網聯化將加速汽車電子化的進程。預測2018至2023年汽車智能化中最重要的ADAS年均成長率為17%。2017年全球汽車電子產值約1950億美元，每車的汽車電子價值占比預計為30%，到2030年每車的汽車電子價值占比預計增加到50%，汽車電子化程度的不斷加深將增加更多的高散熱、高多層、高密度PCB的需求。

中國PCB市場下游應用分布

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    國內PCB核心廠商中，汽車業務比例較高的主要有依頓電子、滬電股份、景旺電子、世運電路和崇達技術，車用PCB業務比例分別達到了39%、36%、23%、23%和12%。

國內主要PCB廠商汽車業務營收

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國內主要PCB廠商汽車業務營收占比

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    下游客戶包括了法雷奧、德爾福、博世、大陸、小糸等國際主流TIER1和特斯拉等國際整車企業。

國內主要PCB廠商汽車業務梳理

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    盈利能力來看，景旺電子、依頓電子和崇達技術三家PCB企業相對較為領先，整體毛利率均在30%以上，整體凈利率均在15%以上。

    國內主要汽車PCB廠商整體毛利率對比

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    國內主要汽車PCB廠商整體凈利率對比

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    中游無源器件端——無源器件分為RCL和射頻元器件兩大類，其中RCL約占無源器件的90%，在RCL中，電容、電阻和電感是三種主要類型。電容的主要功能是旁路、去耦、濾波和儲能，產值約占無源器件整體的66%；電感的主要功能是濾波、穩流和抗電磁干擾，產值占比約14%；電阻的主要功能是分壓、分流、濾波和阻抗匹配，產值占比約9%。

    無源器件細分品類占比

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    電容器（capacitor）主要包括陶瓷電容、鋁電解、鉭電解、薄膜電容等，其中陶瓷電容可以做到更小的體積、更大的電壓范圍，更低廉的價格，在整個電容器領域占比約50%，陶瓷電容器中又以MLCC（片式多層陶瓷電容器）為主導（占比超90%）。MLCC按出貨量排名，全球MLCC廠商包括日本村田制作所、韓國三星電機、中國臺灣國巨、日本太陽誘電、TDK等；而在中國大陸，MLCC廠商主要有風華高科、火炬電子、三環集團、宇陽及鴻遠電子等。

    全球MLCC品牌競爭格局

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    下游域控制器總成端——域控制器總成的領先企業主要包括博世、電裝、大陸、TTTech、Aptiv、偉世通等國際TIER1巨頭，其中奧地利企業TTTech的自動駕駛域控制器和奧迪A8和上汽進行深度合作，偉世通的座艙域控制器已經在吉利、奔馳等車企進行裝配量產；國內以德賽西威為代表的零部件企業在座艙域和自動駕駛域方面近年來也和部分造車新勢力企業（車和家、小鵬汽車等）建立了配套關系，其余的域控制器布局企業還有華為、東軟睿馳、合眾汽車、布谷鳥、百度、環宇智行、知行科技、海高汽車、領目科技等等。

典型座艙域控制器廠商及其方案和客戶

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    在自動駕駛域控制器領域，預計未來Tier1與整車廠之間將采取兩種合作方式。其一，Tier1負責中間層以及硬件生產，整車廠負責自動駕駛軟件部分。Tier1的優勢在于以合理的成本將產品生產出來并且加速產品落地，因此整車廠和Tier1進行合作生產方式是必然，前者負責自動駕駛軟件部分，后者負責硬件生產、中間層以及芯片方案整合，比如德賽西威IPU03S。

    其二，Tier1自己與芯片商合作，做方案整合后研發中央域控制器并向整車廠銷售，例如大陸ADCU、采埃孚ProAI、麥格納MAX4

    （2）軟件部分，軟件算法是汽車電子控制器的另外一個核心。汽車軟件系統包括系統軟件和應用軟件兩大部分。系統軟件包括操作系統和一系列實用程序，一般由處理器芯片廠家提供。

    應用軟件包括：數據采集與過程監控模塊、數據處理模塊、控制算法模塊、執行機構控制模塊、故障自我診斷模塊。

    隨著汽車智能化的不斷提高，軟件系統越來越復雜，整個汽車軟件代碼行數在1000萬以上，軟件價值占比不斷上升，開發成本占汽車電子系統總成本的一半以上，重要性凸顯。

    域控制器帶來的硬件升級和附加軟件機遇

    汽車電子控制器產業鏈，從硬件上來看，決定各類控制器功能的核心在于芯片端，域控制器相較于普通ECU而言，在硬件層面：域控制器芯片端發生了1）從原有的16Bit單核處理器升級到多核處理器；2）算力從低到高升級；3）芯片功能從標準到定制芯片（簡單到復雜功能）升級。此外還有更多的（傳感器）輸入接口，更為合理的結構設計、散熱與電磁兼容性（EMC）設計。

    1）芯片從單核升級到多核處理器

    十年前，大多數汽車電子控制單元一般為16Bit單核處理器，一輛汽車上平均MCU個數不足10個，而現在一輛車的MCU超過了100個，高端汽車的MCU甚至達到了300個。MCU數量迅速增長下，會帶來很多問題。智能汽車ADAS功能越來越復雜，ECU性能面臨瓶頸。

    域控制器要想利用其強大的運算處理能力為龐大的汽車軟件集中運算提供幫助，就需要用到復雜的多核電控單元。對ECU框架進行優化，根據汽車電子部件功能將整車劃分為動力總成，車輛安全，車身電子，智能座艙和智能駕駛等幾個域，利用處理能力更強的多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域，以取代目前的分布式汽車電子電氣架構（EEA）。

表23：單核和多核處理器對比

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    2）芯片算力從低到高升級

    隨著汽車智能化的發展，座艙域和智能駕駛域對汽車處理器性能的要求越來越高。根據地平線的數據，自動駕駛等級每提高一級，算力就增加一個數量級；L2級別需要2個TOPS的算力，L3需要24個TOPS的算力，L4為320TOPS，L5為4000+TOPS。

自動駕駛L1-L5需要的算力

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    3）芯片功能從標準到定制化升級

    汽車計算芯片主要包括三種典型產品：ASSP（專用應用標準產品，比如CPU、GPU）、ASIC（專用芯片）和FPGA。當前主流的域控制器處于多核CPU/GPU芯片階段，隨著人工智能計算的快速發展，傳統的CPU、GPU已經開始難以滿足越來越多新的需求，在能效上也處于劣勢。而半定制的FPGA和定制型的ASIC將迎來高速的發展。

    第一階段：從以CPU（通用計算）為核心的ECU轉變為以GPU（高性能計算）為核心的智能輔助駕駛芯片。

    汽車電子發展的初期階段，ECU主要是用于控制發動機工作，為保證傳感器ECU-控制器回路的穩定性，采用ECU與傳感器對應的分布式架構。后來隨著車輛的電子化程度逐漸提高，ECU占領了整個汽車，從防抱死制動系統、4輪驅動系統電控自動變速器、主動懸架系統、安全氣囊系統，到現在逐漸延伸到了車身各類安全、網絡、娛樂、傳感控制系統等。

    隨著汽車電子化的發展，車載傳感器數量越來越多，傳感器與ECU一一對應使得車輛整體性下降，線路復雜性也急劇增加，此時DCU（域控制器）和MDC（多域控制器）等更強大的中心化架構逐步替代了分布式架構。將整車劃分為動力總成，車輛安全，車身電子，智能座艙和智能駕駛等幾個域，利用多核CPU/GPU芯片相對集中的去控制每個域。

    GPU和CPU最大的區別是設計結構及不同結構形成的不同功能。CPU的邏輯控制功能強，可以進行復雜的邏輯運算，并且延時低，可以高效處理復雜的運算任務。而GPU邏輯控制和緩存較少，使得每單個運算單元執行的邏輯運算復雜程度有限，但并列大量的計算單元，可以同時進行大量較簡單的運算任務。此外，CPU的核心數量只有幾個（不超過兩位數），每個核都有足夠大的緩存和足夠多的數字和邏輯運算單元，并輔助很多復雜的計算分支。而GPU的運算核心數量則可以多達上百個（流處理器），每個核擁有的緩存大小相對小，數字邏輯運算單元也少而簡單。

CPUVSGPU

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    第二階段：從ASSP（專用應用標準產品，CPU/GPU）到FPGA（半定制）、ASIC（定制化）。

    摩爾定律使AI芯片性能增加速度越來越飽和，起作用的過程也正在放緩。用于通用計算的CPU和用于高性能計算的GPU在AI計算能效上也開始處于劣勢，下一代計算越來越需要異構系統，傳統的CPU、GPU已經開始難以滿足越來越多的新的需求，半定制的FPGA和定制型的ASIC被各大AI公司青睞。其中ASIC具備體積小、功耗低、計算性能高、計算效率高等優勢，大公司如谷歌、阿里也在出芯片，眾多創業公司都在做各種各樣的ASIC，希望在特定的定制領域提供一些場景和應用。但由于ASIC在很多領域都還沒有標準的算法，需要針對特定算法進行設計，不僅不能修改，而且生產周期長達一至兩年（18-24個月）。故在全定制的自動駕駛芯片成熟之前，半定制的FPGA是較佳選擇。

    FPGA的核心優點在于可編程靈活性高、開發周期短，FPGA可隨意定制內部邏輯的陣列，并且可以在用戶現場進行即時編程，以修改內部的硬件邏輯，從而實現任意邏輯功能。形象點來說，傳統的ASIC等于一張出廠時就寫有數據且不可擦除的CD，用戶只需要放到CD播放器就可以看到起數據或聽到音樂;而FPGA是一張出廠時的空白的CD，需要用戶自己使用刻錄機燒寫數據內容到盤里，并且還可以擦除上面的數據，反復刻錄。

FPGA和ASIC成本和開發周期對比

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    在軟件層面：域控制器1）形成了多核異構集成平臺；2）感知層面融合算法和交叉驗證；3）支持更靈活高速的通信網絡（CAN疊加以太網）；4）新建高級網關；5）Autosar架構；6）安全機制要求更高（ASILD級別）；7）支持OTA升級。

域控制器典型的系統技術規格

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    1）各軟件組件的集成平臺：基于復雜接口、更高算力和多核處理器芯片，域控制器建立了一個集成平臺，兼AI感知、融合、決策控制一體化平臺型架構，靈活支持客戶定制化的系統配置、傳感器組合、通訊接口與協議等

    2）多傳感器融合算法：感知層面采用多冗余與交叉驗證機制，保證目標檢出可信度；決策層面采用先進狀態估計與判斷算法，準確判斷動態場景，在邊緣處理器側即可實現原始數據層面的高效融合與處理。

自動駕駛域控制器典型的傳感器通道

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    3）車內通信網絡及網關升級：當前CAN，LIN代表著傳統汽車車內通信網絡，但CAN最大1MB/s的帶寬以及非確定性的Message傳輸時間，在高算力和高度融合的域控制器階段有所不足，未來更高速、更開放的以太網有望取代CAN成為骨干網絡，和CAN等傳統車載網絡在較長的一段時間內共存。也就是說，①在車身控制域內部，各部件通過CAN、LIN溝通實現數據共享（類似于傳統車載網絡架構）；②在娛樂子網中，娛樂域控制器與其子部件的通信將通過以太網實現；③當一個域需要與其他域交換信息時則經由網關、以太網路由實現。

車載通信網絡升級趨勢

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常見的車載通信網絡優劣勢對比

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    4）AUTOSAR標準軟件架構：AUTOSAR是全球各大汽車整車廠、汽車零部件供應商、汽車電子軟件系統公司聯合擬定的一個符合汽車電子軟件開發的、開放的以及標準化的軟件架構。該架構旨在改善汽車電子系統軟件的更新與交換，同時更方便有效地管理日趨復雜的汽車電子軟件系統。AUTOSAR規范的運用使得不同結構的電子控制單元的接口特征標準化，應用軟件具備更好的可擴展性以及可移植性，能夠實現對現有軟件的重用，大大降低了重復性工作，縮短開發周期。

    5）系統安全升級：ISO26262是汽車電氣／電子系統相關的“功能安全”國際標準，于2011年11月正式發布第一版本，于2018年12月發布修訂后的第二版。

    ISO26262采用車輛安全完整性等級（ASIL）來判斷系統的功能安全程度，ASIL由ASILA（最低）、ASILB、ASILC及ASILD（最高）四個等級組成，ASIL等級越高表示系統的功能安全評估越嚴格,相應的表示系統正確執行安全功能，或者說的避免該功能出錯的概率越高，即系統的安全可靠性越高。域控制器作為范圍內核心計算平臺，牽一發而制全身，功能安全要求更高，功能安全目標多數在ASILD等級（最高安全等級）。

    6）更為高效的OTA升級：模塊越少、系統越統一越容易實現整車OTA，域控制器更為集中的EEA架構將車內各個分散的ECU部件的控制功能集成在一個DCU中，僅對DCU進行控制功能進行更新升級完成OTA，同時規避了各ECU的不同傳輸協議和兼容性風險，減少了每個ECU進行安全性確認防篡改的工作量。

    特斯拉作為車輛OTA升級的鼻祖，一定程度上就是得益于其DCU組件的電子電氣架構。

    三、域控制器的未來發展

    隨著車載傳感器數量越來越多，傳感器與ECU一一對應使得車輛整體性能下降，線路復雜性也急劇增加，DCU（域控制器）和MDC（多域控制器）等更強大的中心化架構將逐步替代了分布式架構。

    在域控制器發展趨勢上，Vector將汽車電子電氣架構發展分為三個階段：以控制器為中心的階段、域控制器階段、中央計算機階段。最終，智能汽車將將成為一部移動的超級計算機兼數據中心，并將誕生新的Wintel。未來高級自動駕駛汽車時代的核心技術將是計算平臺、操作系統和應用軟件，同時，多媒體多域控制器則有可能和中央域控制器合二為一。

    汽車電子電氣架構未來發展趨勢：SOA構駕的超級中央計算機

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    從汽車發展歷史上看，汽車電子已經成為汽車控制系統中最為重要的支撐基礎。2016年汽車電子市場規模2716億元，2018年汽車電子市場規模超6000億元。隨著新能源車、無人駕駛、車載信息系統技術日漸成熟，未來汽車產業將沿著智能化、網絡化以及深度電子化方向發展。當前汽車電子已經進入新一輪技術革新周期，汽車電子滲透率及單車價值量都將會得到大幅提升，預計2020年中國汽車電子市場規模有望逼近9000億元。

2012-2020年中國汽車電子市場規模走勢預測

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    域控制器是車輛OTA升級的基石OTA技術從PC/手機延伸到汽車。OTA英文全稱Over-the-AirTechnology，亦即“空中傳輸技術”或“遠程升級”，是指通過服務器、移動通信網絡和終端等的網絡連接，最終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。

    OTA技術最早應用在PC機上，后來廣泛應用在移動手機行業，與PC、移動手機在短短二三十年廣泛應用OTA技術不同，汽車行業由于其復雜的分布式電子電氣架構（ECU）及安全考量的原因，并沒有很快接受這項新技術，近幾年隨著電子電氣架構的升級（DCU）才逐漸在汽車行業里普及。

    當前汽車OTA又分為SOTA和FOTA兩種升級方式。早期的汽車OTA自TBOX開始，通過內置SIM卡的TBOX為車主用戶提供如道路救援、車廠客服、110緊急通話、遠程車況查詢、遠程控制車門、車窗和空調開關等網絡服務。隨后一些車企開始針對IVI（車載信息娛樂系統）如導航地圖、音樂等升級進行OTA升級。這都是汽車OTA的早期應用，針對應用程序等軟件的升級。發展到現階段，汽車OTA已經不僅僅滿足于軟件升級，固件升級成為汽車OTA升級的一大趨勢。

    SOTA（SoftwareOTA)又稱軟件升級，是指那些離用戶更近的應用程序（App）、車載地圖、人機交互界面等功能。

    FOTA（FirmwareOTA）又稱固件更新，用戶可以通過特定的刷新程序進行FOTA升級，影響的是動力系統、電池管理系統等。FOTA可以深層次改變汽車控制系統、管理系統及性能表現，甚至還能通過預留的硬件，通過后期的OTA開放一些新功能。

    特斯拉依靠其集中式電子電氣結構率先實現整車OTA升級。特斯拉是整車OTA升級的開創企業，它不僅可以通過OTA將軟件升級發送到車輛內的車載通訊（telematics）單元，更新車載信息娛樂系統內的地圖和應用程序以及其他軟件，還可以直接將軟件增補程序傳送至有關的電子控制單元（ECU），以實現安全、可靠的固件功能升級。具體思路就是，在汽車上預先搭載可能多年都不會使用的硬件，隨著法規、測試數據和算法的逐漸完善，再逐漸更新軟件來一步步解鎖新功能已達到最終的無人駕駛。特斯拉之所以成為整車OTA升級的先行者，核心得益于其超前的汽車電子電氣架構，傳統車企分布式電子電氣架構中ECU數量龐大，單個ECURAM內存容量有限，同時供應商的底層代碼和嵌入軟件各異，難以完成整車功能的統一更新。而特斯拉采用集中式的電子電氣架構，2015款的ModelS大約有15個ECU，此后發布的Model3則直接通過Hardware3.0和三個車身控制器執行來控制行駛、轉向和停止等功能，集中的架構和高算力的控制模塊支撐了特斯拉整車OTA升級。目前特斯拉已經可以通過OTA的方式實現改善車輛的底盤、信息娛樂、電池續航、ADAS乃至自動駕駛等多項功能，讓車的功能迭代更加靈活和便捷，最終變成一臺可以不斷進化的智能終端。

特斯拉歷史上幾次較有影響力的OTA升級

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    傳統車企開始發力布局OTA技術。特斯拉之后，全球傳統龍頭車企也紛紛致力于改進自身電子電氣架構，選擇優質域控制器供應商合作，發力布局OTA升級。近年來國內各造車新勢力在特斯拉領路下，疊加自身不同于傳統制造業的互聯網思維，相較于傳統車企，造車新勢力們在汽車OTA升級方面也呈現出“后來居上”的態勢。

傳統車企和造車新勢力開始發力布局OTA技術

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    域控制器未來走向中央控制器時代

    終極階段——車輛集中式電子電氣架構。如博世的經典六段圖所示，以域控制器為代表產品的【跨】域集中式電子電氣架構再往后走，就是集成化程度更高的車輛集中式電子電氣架構——Vehiclecomputerandzoneconcept（車載電腦），終極階段就是Vehiclecloudcomputing（車云計算），形象來看就是從春秋五霸走向大一統的中央集權制。未來車輛通過用高性能的中央計算單元取代現在常用的分布式計算的架構，將實現“軟件定義車輛”的終極目標。

    車輛電子電氣架構向集中計算平臺升級

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    中央控制器更具空間、輕量化、可擴展性優勢。相較于域控制器時代的Domaincentralized電子電氣架構，基于新一代Central&Zone電子電氣架構的汽車設計，能通過ECU集成進一步降低成本，較域控制器更具空間優勢、輕量化、車型覆蓋多、可擴展性特點，其目標是設計簡單的軟件插件和實現物理層變化的本地化。

基于域和基于Central&Zone架構的對比

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    特斯拉最新款的Model3結構就是車輛集中式電子電氣架構（Central&ZoneConcept）的典型代表，也是該架構下的第一款量產車型。Model3全車主要有三大控制模塊構成，一個是類中央控制模塊的自動駕駛及娛樂控制模塊Autopilot&InfotainmentControlModule，另外兩個分別是右車身控制器BCMRH和左車身控制器BCMLH。

    寶馬和奧迪也進行中央計算平臺的電子電氣架構設計。除特斯拉以外，寶馬與奧迪也都在進行全新的電子架構設計，命名略有不同，奧迪將新架構命名為中央計算集群（centralcomputingcluster），而寶馬叫做中央計算平臺（centralcomputingplatform）。在寶馬的體系結構中，中央計算平臺（圖38的頂層，第1類）劃分主要的軟件功能，這些功能主要在內部開發。這些平臺提供高性能，并滿足最高的安全要求。集成ECU（第2類）填充了中央計算平臺和普通ECU（第3類）之間的差距——例如，部署需要直接訪問傳感器或執行器的時間關鍵功能。對于簡單和非特定于OEM的功能，可以接受普通ECU和傳感器和執行器（第4類）。理想情況下，這些ECU、傳感器和執行器基于常見的OEM或者一級供應商的零件。

    車載中央計算平臺有望最后走向車云計算。車內E/E架構和云端架構越來越接近。云端為各種應用程序提供了基礎（自動駕駛和多媒體功能可以在云端執行），可以通過云端為司機提供移動服務。可以對從汽車傳輸到云端的信息進行分析。車內和云端架構的無縫結合，將成為使E/E基礎設施能夠處理即將到來的創新的重要一步。