汽車行業深度報告：電子電氣架構演進海平面下的冰山-220606（35頁）.pdf

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1、 行業深度報告 電子電氣架構演進，海平面下的冰山 行業深度報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 行業報告 汽車 2022 年 06 月 06 日 強于大市（維持）強于大市（維持） 行情走勢圖行情走勢圖 相關研究報告相關研究報告 行業點評報告*汽車*政策組合拳快速落地 2022-05-31 行業深度報告*汽車*自主混動大對決，產品戰略各不同 2022-05-29 行業點評報告*汽車*多措并舉促銷費，以提振經濟增長 2022-05-24 行業深度報告*汽車*寧德時代VS比亞迪， 電池雙雄的進擊之路 2022-05-1

2、4 行業深度報告*汽車*開啟從 1 到 10，新品蓄力再起風云 2022-04-12 證券分析師證券分析師 王德安王德安 投資咨詢資格編號 S1060511010006 BQV509 WANGDEAN 付強付強 投資咨詢資格編號 S1060520070001 FUQIANG 研究助理研究助理 王跟海王跟海 一般證券從業資格編號 S1060121070063 WANGGENHAI 王子越王子越 一般證券從業資格編號 S1060120090038 WANGZIYUE 平安觀點： 中央集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的前提。中央集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的前提。隨著整車電子電氣產品應用的增加，

3、單車 ECU 數量激增，分布式電子電氣架構由于算力分散、布線復雜、軟硬件耦合深、通信帶寬瓶頸等缺點而無法適應汽車智能化的進一步發展，正向中央計算邁進：汽車將以少量高性能計算單元替代大量ECU，為日益復雜的汽車軟件提供算力基礎；實現軟硬件解耦+軟件分層解耦，使得汽車軟件可經 OTA 實現快速迭代；大帶寬通信架構以適應車輛日益激增的數據量和低時延要求。 領先的電子架構是車企在智能化上保持領先的前提。領先的電子架構是車企在智能化上保持領先的前提。電子電氣架構由分布式邁向中央計算，把原本高度分散的控制功能逐步整合并收歸是車企的全新一課，基于現存研發組織架構及整零關系，架構演進呈漸進式。特斯拉與造車新勢

4、力歷史包袱相對較輕，但也需 3 代車型方可進化到跨域融合式架構，Model 3 開啟電子架構全面變革，實現了中央集中式架構的雛形，基于此特斯拉實現了輔助駕駛軟硬件高度垂直整合，保有車輛亦可實現相關功能的常用常新和持續領先。傳統車企電子架構仍多處功能域早期，呈“分布式 ECU+域控制器”的過渡形態。2022 年內小鵬將于 G9 落地的新一代架構和長城汽車將落地的第四代架構邁向跨域融合。 到 2024/2025 年“中央計算+區域控制器”將開始落地。 架構演進驅動主機廠多重變化。架構演進驅動主機廠多重變化。架構演進過程背后，是主機廠把原屬于供應商的軟硬一體的部件中的控制功能提取出來收歸融合于自身的

5、過程，主機廠的軟件自研比例將顯著上升，汽車軟件所有權逐漸收歸主機廠。在此過程中，主機廠將根據不同的品牌定位及自身實力決定自研高價值模塊的多少、介入程度的深淺，如特斯拉核心模塊全自研，硬件外包，也可能存在做品牌運營，軟硬件均大比例外包的整車品牌。架構演進改變汽車開發模式、研發人才結構及組織形式、整零關系。主機廠利潤池大幅拓寬，將長期享有軟件紅利，通過硬件預埋及可插拔+用戶付費解鎖服務，主機廠可于保有車輛上實現軟件、內容盈利變現，亦增強品牌的用戶粘性。 投資建議：投資建議：看好電子架構迭代速度較快、自研高價值模塊比例較高的整車企業，硬件預埋帶來高性能處理器需求激增，高通、英偉達等芯片企業受益；電子

6、架構漸進式推進過程中域控制器供應商、軟件模塊供應商將獲得相關業務的快速增長。強烈推薦長城汽車（2333.HK） 、中科創達，推薦吉利汽車（0175.HK） 、小鵬汽車（9868. HK） 、上汽集團、德賽西威、廣汽集團。 風險提示風險提示：1）研發投入過大，拖累短期利潤；2）高端產品未能實現一定規模，難以承載技術創新；3）歷史包袱破除困難，拖累轉型步伐。 證券研究報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 2/ 35 股票名稱股票名稱 股票代碼股票代碼 股票價格股票價格 EPS P/E 評級評級 20

7、22-06-02 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 長城汽車 2333.HK 12.89 0.73 1.05 1.55 1.75 17.7 12.3 8.3 7.4 強烈推薦 中科創達 300496.SZ 116.60 1.52 2.12 2.92 4.00 76.6 55.1 39.9 29.1 強烈推薦 吉利汽車 0175.HK 13.10 0.48 0.70 0.90 1.26 27.1 18.7 14.6 10.4 推薦 上汽集團 600104.SH 17.75 2.23 1.81 2.36 2.57 8.0 9.8 7.5

8、 6.9 推薦 小鵬汽車 9868.HK 78.23 -2.84 -3.70 -1.73 -0.13 -27.6 -21.2 -45.2 -602.0 推薦 理想汽車 2015.HK 86.19 -0.16 -0.26 -0.09 0.45 -553.8 -331.4 -957.5 191.5 推薦 廣汽集團 601238.SH 16.11 0.70 0.94 1.12 1.27 23.0 17.1 14.4 12.7 推薦 德賽西威 002920.SZ 138.00 1.50 2.07 2.78 3.65 92.0 66.5 49.6 37.8 推薦 資料來源：WIND、平安證券研究所 kV

9、9WqOoNrMnQrQpRmP6M8Q7NtRpPpNmOfQqQtNiNnNtM8OpOoOvPpOnMvPsRvN 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 3/ 35 正文目錄正文目錄 一、一、 中央集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的前提中央集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的前提. 6 1.1 分布式電子電氣架構不堪重負 . 6 1.2 汽車電子電氣架構向中央計算邁進. 8 二、二、 各主機廠的電子電氣架構進度對比各主機廠的電子電氣架構進度對比. 12 2.1 奧迪 A8 小試牛刀 . 13 2.

10、2 特斯拉 Model3 開啟電子電氣架構的全面變革 . 14 2.3 大眾 ID 系列電子電氣架構 . 15 2.4 小鵬汽車 G9 電子電氣架構具領先性 . 18 2.5 長城汽車電子電氣架構發展路線圖. 20 2.6 上汽零束電子電氣架構 . 22 2.7 廣汽星靈電子電氣架構 . 24 三、三、 架構演進驅動主機廠多重變化架構演進驅動主機廠多重變化. 26 3.1 架構演進，汽車軟件所有權逐漸收歸主機廠 . 26 3.2 架構升級使得主機廠盈利模式多樣化成為可能 . 31 四、四、 投資建議投資建議 . 33 五、五、 風險提示風險提示 . 34 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經

11、由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 4/ 35 圖表圖表目錄目錄 圖表 1 汽車電子發展歷程. 7 圖表 2 汽車電子的應用分類 . 7 圖表 3 汽車分布式架構面臨的問題和瓶頸 . 7 圖表 4 EEA 演進各階段特點. 8 圖表 5 博世將汽車電子電氣架構的演進劃分為六個階段 . 9 圖表 6 博世劃分的功能域. 9 圖表 7 聯合電子開發的電子電氣架構 . 10 圖表 8 華為的計算與通信架構 . 10 圖表 9 中央計算+區域控制器架構.11 圖表 10 汽車電子電氣架構各階段特點.11 圖表 11 集中式電子電氣架構是軟件定義

12、汽車的基石. 12 圖表 12 主流車企電子電氣架構進化節奏不一. 13 圖表 13 2018 款奧迪 A8 域控制器. 13 圖表 14 特斯拉電子電氣架構演進歷史. 14 圖表 15 特斯拉 Model 3 電子電氣架構 . 15 圖表 16 特斯拉自動駕駛主控芯片發展歷程 . 15 圖表 17 大眾電子電氣架構時間推進規劃 . 16 圖表 18 大眾 ID4 的車輛控制域、信息娛樂域控制器 . 16 圖表 19 大眾 MEB 平臺車型當前智能駕駛方案為分布式 . 17 圖表 20 大眾 ID4、Model Y、福特 Mach E 電子電氣架構對比 . 18 圖表 21 小鵬汽車電子電氣架

13、構演進歷史 . 19 圖表 22 小鵬汽車第二代電子電氣架特點 . 19 圖表 23 小鵬汽車第三代電子電氣架構實現千兆以太網+中央計算+區域控制. 20 圖表 24 長城汽車電子電氣架構量產路線圖 . 21 圖表 25 長城汽車第四代電子電氣架構. 21 圖表 26 長城汽車下一代車云一體智能生態架構 . 22 圖表 27 零束科技全棧 3.0 解決方案 2024 上車，實現中央計算+區域控制器，可支持 L4+智能駕駛 . 23 圖表 28 上汽集團零束科技銀河全棧架構 . 24 圖表 29 廣汽星靈電子電氣架構. 24 圖表 30 廣汽星靈架構三個功能域控制器 . 25 圖表 31 廣汽星

14、靈軟件架構 . 25 圖表 32 智能汽車電子架構的主要需求匯總表. 26 圖表 33 電子架構演進，軟件所有權逐步收歸主機廠. 26 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 5/ 35 圖表 34 電子架構演進，汽車價值鏈重構 . 27 圖表 35 主機廠向軟件轉型的四種路徑. 28 圖表 36 架構改變將改變主機廠的開發模式 . 29 圖表 39 電子架構演進，改變主機廠研發組織架構 . 30 圖表 40 新勢力 2021 年人均研發支出明顯高于傳統車企 . 31 圖表 41 架構升級使得軟件定義汽

15、車成為可能，用戶與主機廠獲益明顯 . 31 圖表 42 新架構下 OTA 使得車輛千人前面、常用常新 . 32 圖表 43 大眾汽車未來五大盈利模塊及對應的競爭對手 . 32 圖表 44 汽車預埋硬件，用戶按需解鎖服務 . 33 圖表 45 車企通過 OTA 提供的軟件服務包. 33 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 6/ 35 智能駕駛、智能座艙是消費者能感知到的體驗，背后需要強大的傳感器、芯片，更需要先進的電子電氣架構的支持，電子電氣架構決定了智能化功能發揮的上限。 如果沒有先進的電子電氣架構

16、做支撐，再多表面智能功能的搭載也無法支持車輛的持續更新和持續領先，更無法帶來車輛成本降低和生產研發的高效。 當前汽車電子電氣架構正從分布式走向中央計算， 這個過程就如同從“諸侯割據”走向“天下歸一”， 由于多重歷史包袱的存在，剛開始控制權收攏于多個權力中心，同是也還存在若干地方政權，但最終將走到中央集權，地方只負責執行統一的政令。伴隨電子架構集成化的還有軟件分層解耦，如同一個政府組織有中央政府、省級、縣級，各級變動互不影響，可分層迭代，同時汽車的通信架構也進行升級，如同修建覆蓋全國的高速公路網。 特斯拉于 Model 3開啟電子電氣架構全面變革，其它車企也正處架構的快速迭代期，整體看，自主品牌

17、迭代速度較快，多代架構同步開發，此過程伴隨高研發投入、軟件人才擴張，研發組織變革、整零關系重塑等，車企從過去的硬件集成者到軟件集成者+硬件集成者，將軟件從過去供應商的“黑盒”中提取出來收歸融合于自身的過程是全新和曲折的，通過幾輪迭代，電子電氣架構邁向中央計算是必然趨勢，未來軟件所有權將收歸主機廠，車企利潤池將大幅拓寬。 一、一、 中央集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的前提中央集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的前提 汽車電子電氣架構（EEA，Electrical/Electronic Architecture）把汽車中的各類傳感器、ECU（電子控制單元） 、線束拓撲和電子電氣分配系統整合在一起完

18、成運算、動力和能量的分配，進而實現整車的各項功能。 如果將汽車比作人體，汽車的機械結構相當于人的骨骼，動力、轉向相當于人的四肢，電子電氣架構則相當于人的神經系統和大腦，是汽車實現信息交互和復雜操作的關鍵。電子電氣架構涵蓋了車上計算和控制系統的軟硬件、傳感器、通信網絡、電氣分配系統等；它通過特定的邏輯和規范將各個子系統有序結合起來，構成實現復雜功能的有機整體。功能車時代，汽車一旦出廠，用戶體驗就基本固化；智能車時代，汽車常用常新，千人千面，電子電氣架構向集中化演進是這一轉變的前提。從分布式到域控制再到集中式，隨著芯片和通信技術的發展，電子電氣架構正在發生巨大的變化。 1.1 分布式電子電氣架構不

19、堪重負 汽車誕生之初是個純機械產品，車上沒有蓄電池，車上的設備亦不需要電力，1927 年博世開發出鉛蓄電池，從此車上的電子設備才有了可靠的電力來源。大規模集成電路的發展讓汽車電子得以快速發展，發動機定時點火控制系統、電控燃油噴射系統、自動變速箱控制系統、牽引力控制系統、電控懸架系統、電控座椅、電控車窗、儀表、電控空調、汽車電子穩定控制系統等，逐步成為了汽車不可或缺的組成部分。汽車電子控制技術逐步發展壯大，為消費者提供了更高性能、更舒適、更安全的出行工具。 早期分布式的電子電氣架構下，每個 ECU 通常只負責控制一個單一的功能單元，彼此獨立，分別控制著發動機、剎車、車門等部件，常見的有發動機控制

20、器（ECM） 、傳動系統控制器（TCM） 、制動控制器（BCM） 、電池管理系統（BMS）等。各個 ECU之間通過 CAN（Controller Area Network，控制器域網絡）總線或者 LIN（Local Interconnect Network，局部互聯網絡）總線連接在一起，通過廠商預先定義好的通信協議交換信息。 隨著整車電子電氣產品應用的增加，ECU的數量從幾十個快速增加到 100多個，ECU數量越多，對應的總線的線束長度必將越長，線束重量也相應增加（2007年上市的奧迪 Q7和保時捷卡宴的總線長度超 6km，總重量超 70kg，是全車重量僅次于發動機的部件） ，這就導致整車成本

21、增加、汽車組裝的自動化水平低。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 7/ 35 圖表圖表1 汽車電子發展歷程汽車電子發展歷程 圖表圖表2 汽車電子的應用分類汽車電子的應用分類 1910 年代 1950 年代 1960 年代 1970 年代 1980 年代 1990 年代 起動機 晶體管收音機 交流發電機 發動機定時點火 電控燃油噴射 自動變速箱牽引力控制。制動防抱死。電子控制懸架。安全氣囊等 汽車電子穩定控制等 資料來源： 一本書讀懂無人駕駛 、平安證券研究所 資料來源： 一本書讀懂無人駕駛 、平安

22、證券研究所 分布式計算導致了車內信息孤島、算力浪費、軟硬件耦合深，主機廠嚴重依賴供應商。分布式計算導致了車內信息孤島、算力浪費、軟硬件耦合深，主機廠嚴重依賴供應商。 傳統汽車供應鏈中，不同的 ECU 來自不同供應商，不同的硬件有不同的嵌入式軟件和底層代碼，整車軟件實際上是很多獨立的、不兼容的軟件混合體，導致整個系統缺乏兼容性和擴展性。車廠要進行任何功能變更都需要和許多不同的供應商去協商軟硬件協調開發問題，每新增一個新功能都需要增加一套 ECU 和通信系統，耗時長，流程繁瑣。且由于每個 ECU 綁定一個具體功能， 無法實現橫跨多個 ECU/傳感器的復雜功能， 亦無法通過 OTA （Over-th

23、e-Air）來保持汽車軟件的持續更新。 分布式電子電氣架構導致通信帶寬瓶頸分布式電子電氣架構導致通信帶寬瓶頸。 智能網聯車功能越來越復雜，車輛傳感器數量增加，由此產生的數據傳輸及處理的實時性要求提高，汽車內部網絡通信數據量呈指數級增長趨勢，傳統的 FlexRay、LIN 和 CAN 低速總線已無法提供高帶寬通信能力，也無法適應數據傳輸及處理的實時性要求。 圖表圖表3 汽車分布式架構面臨的問題和瓶頸汽車分布式架構面臨的問題和瓶頸 資料來源：平安證券研究所 我們用一個具體的例子來說明分布式電子電氣架構下的弊端： 假設車廠需要修改一個雨刷總成的功能， 由于每一款車在開發流程中的既定節點上， 都要對雨

24、刷總成進行定義、 標定和驗證，后續修改即相當于二次開發，車企需要重新和雨刷供應商簽合同，重新做各個層級的標定和驗證。顯然這樣一種面向硬件的 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 8/ 35 工程化體系和流程，在車輛越來越復雜的未來，是無法支撐產品的快速迭代進化的。 解決之道就是把硬件標準化。雨刷總成是一個電機驅動的機械部件，雨刷所需的傳感器可調用車輛上搭載的攝像頭或其他傳感器，一旦感應到擋風玻璃透明度下降，車輛即可通過軟件控制讓雨刷自動啟動合適的工作模式，這就實現了軟件定義雨刷功能的目的。當各種不同的

25、總成、模塊都標準化以后，就可以通過中央控制器里的軟件來實現更高等級的智能，就像手機上運行的多個 APP，既可大幅縮短產品開發周期，也可廣泛采用標準化的零部件，有助于企業控制成本和質量。比如一家零部件企業開發和生產一款標準化的雨刷，然后賣給各家整車企業，其價格會非常便宜；同時，標準化硬件的標定和驗證都可適當簡化，從而進一步節省開發時間和成本。 1.2 汽車電子電氣架構向中央計算邁進汽車電子電氣架構向中央計算邁進 汽車分布式電子電氣架構已不能適應汽車智能化的進一步進化。 高度集成是解決之道。汽車分布式電子電氣架構已不能適應汽車智能化的進一步進化。 高度集成是解決之道。 基于少量高性能處理器打造汽車

26、的 “大腦” ，通過一套新型的電子電氣架構，形成快速傳遞信息的“神經網絡”和“血管” ，以控制和驅動所有電子件和傳感器。 少量的高性能計算單元替代過去大量分布式 MCU（微控制單元） ，多個分散的小傳感器集成為功能更強的單個傳感器，汽車功能逐步整合集中，ECU的減負意味著把整車原先搭載的幾十上百個 ECU逐一進行軟硬件剝離，再把功能主要通過軟件遷移到域控制器（域控制器是指域主控硬件、操作系統、算法和應用軟件等幾部分組成的整個系統的統稱）中，如自動駕駛、娛樂、網關等，在域控制器架構的基礎上，更進一步把不同功能的域進行整合，就到了跨域融合階段，再進一步到中央計算+位置域階段。華為判斷到 2030

27、年電子電氣架構將演進為中央計算平臺+區域接入+大帶寬車載通信的計算和通信架構。 汽車電子電氣架構的升級主要體現在硬件架構、軟件架構、通信架構三方面：汽車電子電氣架構的升級主要體現在硬件架構、軟件架構、通信架構三方面：硬件架構從分布式向域控制/中央集中式方向發展、軟件架構從軟硬件高度耦合向分層解耦方向發展、通信架構由LIN/CAN 總線向以太網方向發展。 圖表圖表4 EEA 演進各階段特點演進各階段特點 軟件開發環境不一致 可擴展性差 ECU 之間協調困難 低速通信：CAN/LIN 面向服務的架構 按功能劃分的集中化 加速軟硬件分離 以太網作為骨干網 開放式軟件平臺 中央層區架構 資源池化 云計

28、算+單車計算 資料來源：博世、地平線，平安證券研究所 博世給出的電子電氣架構路線圖分為六個階段，已成行業共識：分布式階段（包括模塊化、集成化）域集中式（包括集中化、域融合） 、中央集中式（包括車載電腦、車云計算） 。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 9/ 35 圖表圖表5 博世將汽車電子電氣架構的演進劃分為六個階段博世將汽車電子電氣架構的演進劃分為六個階段 資料來源：博世、平安證券研究所 模塊化階段模塊化階段。1）一個 ECU 負責特定的功能，比如車上的燈光對應有一個控制器，門對應有一個控制器，

29、無鑰匙系統對應有一個控制器。隨著汽車功能增多這種架構日益復雜無法持續。2）集成化階段，單個 ECU 負責多個功能，ECU數量較上一階段減少。在這兩個階段，汽車電子電氣架構仍處于分布式階段，ECU 功能集成度較低。 功能域控功能域控階段階段。功能域即根據功能劃分的域控制器，最常見的是如博世劃分的五個功能域（動力域、底盤域、車身域、座艙域、自動駕駛域） 。域控制器間通過以太網和 CANFD（CAN with Flexible Data-Rate）相連，其中座艙域和自動駕駛域由于要處理大量數據，算力需求逐步增長。動力總成域、底盤域、車身域主要涉及控制指令計算及通訊資源，算力要求較低。 跨域融合階段。

30、跨域融合階段。在功能域基礎上，為進一步降低成本和增強協同，出現了跨域融合，即將多個域融合到一起，由跨域控制單元進行控制。比如將動力域、底盤域、車身域合并為整車控制域，從而將五個功能域（自動駕駛域、動力域、底盤域、座艙域、車身域）過渡到三個功能域（自動駕駛域、智能座艙域、車控域） 。 圖表圖表6 博世博世劃分的功能域劃分的功能域 資料來源：博世、平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 10/ 35 圖表圖表7 聯合電子開發的電子電氣架構聯合電子開發的電子電氣架構 資料來源：聯合電子，平安證

31、券研究所 中央計算中央計算+位置域階段。位置域階段。隨著功能域的深度融合，功能域逐步升級為更加通用的計算平臺，從功能域跨入位置域（如中域、左域、右域） 。區域控制器平臺（Zonal Control Unit，ZCU）是整車計算系統中某個局部的感知、數據處理、控制與執行單元。它負責連接車上某一個區域內的傳感器、執行器以及 ECU等，并負責該位置域內的傳感器數據的初步計算和處理，還負責本區域內的網絡協議轉換。位置域實現就近布置線束，降低成本，減少通信接口，更易于實現線束的自動化組裝從而提高效率。傳感器、執行器等就近接入到附近的區域控制器中，能更好實現硬件擴展，區域控制器的結構管理更容易。區域接入+

32、中央計算保證了整車架構的穩定性和功能的擴展性，新增的外部部件可以基于區域網關接入，硬件的可插拔設計支持算力不斷提升，充足的算力支持應用軟件在中央計算平臺迭代升級。 在一項針對某家整車制造商的研究中，安波福發現，使用區域控制器可以整合 9個 ECU，并少用數百根單獨電線，從而使車輛的重量減少了 8.5千克。減重有助于節能，并延長電動汽車的續駛里程。此外，由于區域控制器將車輛的基本電氣結構劃分為更易于管理的組成部分，更容易實現自動化線束組裝。 圖表圖表8 華為的計算與通信架構華為的計算與通信架構 資料來源：華為，平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請

33、慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 11/ 35 圖表圖表9 中央計算中央計算+區域控制器架構區域控制器架構 資料來源：安波福，平安證券研究所 汽車云計算階段。汽車云計算階段。將汽車部分功能轉移至云端，車內架構進一步簡化。車的各種傳感器和執行器可被軟件定義和控制，汽車的零部件逐步變成標準件，徹底實現軟件定義汽車功能。 圖表圖表10 汽車電子電氣架構汽車電子電氣架構各階段特點各階段特點 資料來源:德勤，平安證券研究所 汽車電子電氣架構的演進為軟硬件解耦提供了有力支撐，高度中心化的電子電氣架構帶來計算集中化、軟硬件解耦、平臺標 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經

34、許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 12/ 35 準化、功能定制化。1）算力趨向于集中，眾多的 ECU集中到幾個強大的算力平臺，為軟件運行提供了算力基礎；2）底層軟件和代碼開始打通，操作系統為核心的軟件生態開始建立，軟件可以實現持續迭代，OTA 發展提速；3）域控制器+時間敏感以太網可以實現數據的高速處理和傳輸，為軟件應用的發展創造了條件。 圖表圖表11 集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的基石集中式電子電氣架構是軟件定義汽車的基石 資料來源：博世、安波福、華為、平安證券研究所 二、二、 各主機廠的電子電氣架構進度各主機廠的電子電氣架構進度對比

35、對比 未來汽車產品最核心的技術是電子電氣架構，汽車電子電氣架構由分散式、嵌入式逐漸向集中式、集成式的方向發展，最終的理想狀態應該是形成一個汽車中央大腦（one brain） ，統一管理各種功能。電子電氣架構類似于“中央政府” ，可對汽車的各種功能進行統籌管理，避免“諸侯割據、政令不一” 。開始的時候這個“中央政府”可能會管得少一些， “地方諸侯”還依然保有一定控制權， 但之后 “中央政府” 一定會管得越來越多， 最終地方行政機構只接收 “中央政府” 指令并予以高效執行，以確保車輛整體表現最優。 由于過去汽車上控制器相互獨立，軟件為嵌入式，整車做最終硬件集成即可。未來隨著 ECU 的減負，原先高

36、度分散的功能集成至域控制器，主機廠必須自己掌握中央控制系統，否則就會失去對汽車產品的控制權。而把原本高度分散的控制功能逐步整合統一起來是傳統車企的全新必修課，因此車企對電子電氣架構的掌握是分步的、漸進式的。 特斯拉 Model3 開啟了電子電氣架構大變革，出現中央計算雛形+位置域，縮短 50%整車線束，未來目標是將整車線束降至100 米，在電子架構方面，特斯拉領先傳統車企 6年以上。除特斯拉以外，目前大部分的車企的電子電氣架構仍處于早期的功能域控制器階段，即部分功能集中到了功能域控制器，但還有保留較多分布式模塊，即“分布式 ECU+域控制器”的過渡方案，避免因為變革程度太大導致額外的風險及成本

37、。 大部分企業規劃的下一代跨域融合電子電氣架構將于 2022年量產， 以實現軟件高度集中于域控制器， 逐步減少分布式 ECU。到 2025 年部分車企落地中央計算+區域控制器的電子電氣架構，從而實現軟硬件的進一步集成，軟件所有權逐步收歸主機廠。朝著“中央計算+區域控制”的架構演進的過程可能長達 5-10 年。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 13/ 35 圖表圖表12 主流車企電子電氣架構主流車企電子電氣架構進化節奏不一進化節奏不一 資料來源：汽車電子設計，平安證券研究所 2.1 奧迪奧迪 A8

38、 小試牛刀小試牛刀 2018 年推出的奧迪 A8率先實現了輔助駕駛功能的集成式控制，取代了 ECU相互分離的分布式的輔助駕駛系統。除自動駕駛域集成外，其余底盤+安全、動力、車身、娛樂四大域仍然采用分布式架構。 其自動駕駛域控制器由 4塊芯片組成，Mobileye EyeQ3負責視覺感知計算，如交通信號識別、行人監測、碰撞報警，車道線識別、光線探測。英偉達 K1負責圖像融合計算，如駕駛員監測、360全景攝像頭的圖像處理。英特爾 Cyclone V負責目標融合、地圖融合、停車輔助、預剎車燈。英飛凌的 Aurix TC297 負責通信處理。這個自動駕駛域控制器軟件開發由奧地利軟件公司 TTTech

39、完成，德爾福提供硬件集成。 圖表圖表13 2018 款奧迪款奧迪 A8域控制器域控制器 資料來源：奧迪，平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 14/ 35 2.2 特斯拉特斯拉 Model3 開啟電子電氣架構的全面變革開啟電子電氣架構的全面變革 特斯拉是汽車電子電氣架構的全面變革者， 2012年 Model S有較為明顯的功能域劃分， 包括動力域、 底盤域、 車身域， ADAS模塊橫跨了動力和底盤域，由于傳統域架構無法滿足自動駕駛技術的發展和軟件定義汽車的需求，為解耦軟硬件，搭載算力更

40、強大的主控芯片，必須先進行電子電氣架構的變革，因此 2017 年特斯拉推出的 Model3 突破了功能域的框架，實現了中央計算+區域控制器框架， 通過搭建異域融合架構+自主軟件平臺， 不僅實現軟件定義汽車， 還有效降低整車成本， 提高效率：1）Model 3整車三個控制器，有效降低物料成本；2）硬件集成為軟件，為汽車深度的控制和維護提供基礎；3）自主軟件平臺通過模塊化支持擴展復用。 特斯拉 Model3基本實現了中央集中式架構的雛形， 不過 Model3距離真正的中央集中式架構還有相當距離： 通訊架構以 CAN總線為主，中央計算模塊只是形式上將影音娛樂 MCU、自動駕駛 FSD以及車內外聯網模

41、塊集成在一塊板子上，且各模塊獨立運行各自的操作系統。但無論如何，Model3 已經踐行了中央計算+區域控制的電子電氣架構理念框架，領先傳統車企 6年左右。 特斯拉三代車的電子電氣架構演進背后的實質是不斷把車輛功能從供應商手中拿回來自主開發的過程。Model3 的自動駕駛模塊、娛樂控制模塊、其它區域控制器、熱管理均為自主設計開發，實現了整車主要模塊自主，不依賴 Tier1，即使沒有實現自主的模塊，特斯拉也與供應商進行了聯合開發，比如特斯拉將自己的軟件加入到了博世為其提供的 ibooster里，通過軟件更新實現剎車距離變短。 通過三款車型的演進，特斯拉的新型電子電氣架構不僅實現了 ECU數量的大幅

42、減少、線束大幅縮短（MODEL S線束 3000米，Model 3 減少一半以上） ，更打破了汽車產業舊有的零部件供應體系（即軟硬件深度耦合打包出售給主機廠，主機廠議價能力差，后續功能調整困難） ，真正實現了軟件定義汽車，特斯拉的 OTA可以改變制動距離、開通座椅加熱，提供個性化的用戶體驗，由于突破了功能域，特斯拉的域控制器橫跨車身、座艙、底盤及動力域，這使得車輛的功能迭代更為靈活，用戶可以體驗到車是常用常新的，與之形成鮮明對比的是，大部分傳統車廠的OTA 僅限于車載信息娛樂等功能。 特斯拉為了更好地發揮軟件的作用，實現了自動駕駛主控芯片這一最為核心的智能硬件的自研自制（特斯拉認為芯片的專用設

43、計使得其上的軟件運行更高效） ，這意味著后續特斯拉車輛的升級速度、功能的部署都不再依賴外部 SOC芯片供應商，真正將車輛的靈魂掌握在自己手中。 圖表圖表14 特斯拉電子電氣架構演進歷史特斯拉電子電氣架構演進歷史 資料來源：黃少堂軟件定義汽車，架構定義軟件 ，平安證券研究所 Model 3整車四個控制器包括中央計算模塊（CCM） 、左車身控制模塊(BCM LH)、右車身控制模塊(BCM RH)和前車身控制模塊（BCM FH）四大域控制器。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 15/ 35 左車身控制模

44、塊負責左車身便利性控制以及轉向、制動、助力等。右車身控制模塊負責右車身便利性控制、底盤安全系統、動力系統、熱管理等。中央計算模塊包括自動駕駛模塊、信息娛樂模塊、車內外通信連接，共用一套液冷系統。自動駕駛及娛樂控制模塊接管與輔助駕駛有關的傳感器攝像頭、毫米波雷達，將對算力需求較高的智能駕駛、信息娛樂放在一起，便于智能硬件持續升級， 2019年特斯拉推出自研 FSD芯片替換了基于英偉達 Drive PX2 芯片組， AI計算性能提升達 21倍，隨著特斯拉將自動駕駛最核心的計算硬件實現自研， 特斯拉大幅提升了相對于競爭對手的領先優勢。 操作系統基于開源 Linux進行定制化裁剪，并自研中間件，軟硬件

45、均實現了自主可控，車型功能迭代更新速度加快，整車開發成本降低。 圖表圖表15 特斯拉特斯拉 Model 3電子電氣架構電子電氣架構 資料來源：特斯拉，平安證券研究所 圖表圖表16 特斯拉自動駕駛主控芯片特斯拉自動駕駛主控芯片發展歷程發展歷程 計算計算平臺平臺 HW1 HW2 HW2.5 HW3 發布日期 2014.10 2016.10 2017.7 2019.4 處理平臺 Mobileye Eye Q3 英偉達 Drive PX2 英偉達 Drive PX2+ 特斯拉 FSD 芯片規劃 特斯拉在前三代產品中積累了對自動駕駛算法和軟件的深度理解 遭遇瓶頸， 供應商的芯片無法滿足特斯拉對于成本功耗

46、算力平衡目標的要求 按需定制，從軟件需求倒推芯片需求，實現差異化競爭 資料來源：特斯拉，地平線，平安證券研究所 2.3 大眾大眾 ID 系列電子電氣架構系列電子電氣架構 大眾汽車已經從 MQB 平臺車型的分布式電子電氣架構升級為 MEB 平臺 ID 系列車型上采用的三個功能域的電子電氣架構。按規劃，基于大眾 MEB平臺的 ID系列電子電氣架構為 E 1.1版，2023年在 PPE平臺搭載 E 1.2版，到 2025年后才進化到 E 2.0 版。 大眾的 E3架構主要由車輛控制域（ICAS1） 、智能駕駛域（ICAS2）和智能座艙域（ICAS3）組成，其中智能駕駛域 ICAS2尚未開發完成，量產

47、車型上搭載的依然是分布式架構方案，大眾 ID 系列的電子電氣架構雖然有三個功能域，但同時依然保留了較多分布式模塊，大眾 ID4有 52 個 ECU，兩倍于特斯拉 Model Y ECU數量。國產 ID4輔助駕駛功能由 Mobileye單目 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 16/ 35 攝像頭+前長距雷達+兩個后角雷達實現， 作為平價電動車， 在自動駕駛域控制器這塊暫時沒有選擇跟特斯拉和中國新勢力去PK。 圖表圖表17 大眾電子電氣架構時間推進規劃大眾電子電氣架構時間推進規劃 資料來源：大眾汽車，

48、平安證券研究所 圖表圖表18 大眾大眾 ID4 的車輛控制域、信息娛樂域控制器的車輛控制域、信息娛樂域控制器 i iCAS3CAS3 娛樂系統域娛樂系統域 iCAS1iCAS1 車輛控制域車輛控制域 操作系統 安卓/Linux/QNX Linux 域控制器 LG 電子 德國大陸 處理器芯片 三星 Auto V9 芯片 瑞薩 R-CAR M3 資料來源：大眾汽車，佐思車研，平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 汽車行業深度報告 17/ 35 圖表圖表19 大眾大眾 MEB 平臺車型當前智能駕駛方案平臺車型

49、當前智能駕駛方案為分布式為分布式 資料來源：大眾汽車，Vehicle，平安證券研究所 大眾 ID 系列車型 2021 年完成 7 萬臺交付量，低于前期規劃。中國作為大眾最重要的單一市場，智能化這塊也正在加速追趕，2022 年大眾軟件公司 CARIAD 在中國成立子公司，據其中國子公司首席執行官介紹，該公司的核心業務是針對 MEB平臺進行軟件研發，2022 年下半年啟動 OTA 功能，第二是針對高端平臺（PPE 在華首款車 2024 年投產）做中國本土化、數字化產品，包括高級駕駛輔助系統，其智能網聯系統也要與中國的基礎設施建設相結合；第三是圍繞 2025 年后 SSP 平臺做軟件研發。結合大眾汽

50、車 2030NEW auto的規劃，軟件自研比例要上升到 60%，軟件研發保持自主的好處是實現敏捷（包括開發和維護）和體現產品差異化，其中本地化也是外資在中國提升智能化的必要且關鍵的一環，最終目的是打造吸引中國用戶的有競爭力的產品。 我們看一下幾款同一時間面世的三款電動車的電子電氣架構的對比， 雖然大眾ID系列也號稱是用三個域控制器代替過去70+分布式 ECU，但實際上依然保有較多 ECU 數量，ID3 之前由于出現大面積的軟件 BUG 而遲遲未按期交付，這也反映出傳統車廠即使選擇進行電子電氣架構大變革，但若自身人才結構及軟件實力尚不足夠，就依然會嚴重依賴外部供應商，造成步子邁得太大帶來額外風