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汽车产业变革加速 智能座舱迎风而上
鹤壁经开产业研究院
2024-10-24 20:25:41

当前,汽车产业变革路径正向电动化、网联化和智能化不断推进,智能座舱作为引领汽车产业变革的重要方向之一,是汽车智能化发展的关键突破点,融合了信息技术、人工智能和物联网技术,为用户提供了前所未有的便捷、安全和舒适体验,对于用车体验有着极为直观的影响。智能座舱作为智能网联汽车核心价值载体之一,是各大汽车厂商进行差异化竞争的核心领域,将继续引领汽车智能化的潮流。

一、智能座舱是汽车产业变革的重要方向

座舱是汽车的重要组成部分,汽车座舱经历了机械式座舱、电子式座舱和智能式座舱三个发展阶段机械式座舱是汽车座舱技术的早期阶段,座舱的控制和仪表主要依赖于物理机械控制元件,直接与车辆的机械系统相连。座舱内的信息显示通常基于机械指针和刻度盘,用于显示车速、转速、油压、水温等基本车辆参数。其缺乏灵活性和可定制性,控制元件通常只能执行特定功能,无法提供高级功能或个性化体验。电子式座舱引入了电子元件和数字控制,以替代许多机械控制元件。这一阶段的座舱使用数字按钮、触摸屏、控制杆和电子开关等控制元件以执行操作。电子式座舱相比于机械式座舱显著提高了互动性和个性化程度,还可以集成到车辆的娱乐、导航和通信系统中,提供更全面的用户体验。智能式座舱代表了汽车座舱技术的最新发展阶段,引入了高级计算机技术、人工智能和物联网功能。这一阶段的座舱采用触摸屏、语音识别、手势控制等先进的用户界面,驾驶者可以通过多种方式来控制车辆的各种功能,并且通过与智能手机和云服务连接,学习驾驶者的喜好和习惯,提供个性化建议和服务。

目前智能座舱主要由硬件、软件和人机交互三大逻辑部分构成。硬件包括以液晶仪表盘、液晶中控屏、后座娱乐系统、HUD、智能音响为主的座舱电子,和以智能座椅、流媒体后视镜、空调系统、氛围灯、智能遮阳板、玻璃为主的座舱内饰。软件包括操作系统、虚拟层、中间件、应用软件,人机交互包括语音识别、人脸识别、触摸识别、手势识别、虹膜识别、生物识别等功能。软硬件底层技术根据产品的不同需求应用到各个智能化零部件中,不同智能化零部件在座舱内集成形成一套完整解决方案。

随着科技的不断进步和智能化需求的日益增长,智能座舱已成为现代汽车发展的重要方向,总体呈现出三个鲜明的特点一是操作更加智能化。随着人工智能技术的不断进步,智能座舱有望实现更精准、高效的语音控制和人脸识别功能。驾驶者能够通过简单的语音指令或面部表情控制车辆功能,从而极大提升驾驶便捷性。二是配置更加个性化。智能座舱将更加注重满足消费者多样化的需求,汽车制造商将提供更多可选配置和功能以实现个性化定制。针对不同用车场景,智能座舱可以提供定制化的信息显示、娱乐系统和舒适设置。三是系统更加集成化。随着车辆电子电气架构的集中化,智能座舱将实现与其他车辆系统的深度融合和无缝对接。例如通过集成先进的传感器和算法,智能座舱能够实时监测驾驶者的生理状态和情绪变化,并据此调整车辆的运行模式和舒适设置。

二、智能座舱在众多细分赛道的发展趋势

智能座舱市场空间巨大,细分赛道众多。智能座舱是汽车迈向智能化和网联化路径中关键的人机接口,未来将成为满足用户个性化需求的高级驾驶体验的智能移动空间。随着汽车智能化的发展,智能座舱的功能也将更加多样,带动包括硬件部分的PCB、车载显示屏、域控制器、座舱芯片以及人车交互功能的光学、声学等在内的细分赛道快速发展。

(一)车载显示屏高端化、多屏化、大屏化趋势明显

车载显示屏是智能座舱的重要组成部分,根据摆放位置不同,车载显示屏可分为中控显示屏、液晶仪表盘、抬头显示器、副驾驶及后座娱乐屏、侧视屏、后视镜屏等。车载显示器是指安装在汽车内部的显示屏,其主要功能为驾驶辅助和娱乐。其中渗透率最高的是中控显示屏(提供倒车影像及导航等驾驶辅助,控制空调、音频等车内设备,兼具娱乐功能)、液晶仪表盘(提供里程、转速、燃油等信息,反映车辆工作状态)。随着汽车电动化、智能化、网联化趋势持续加速,车载显示屏作为人车交互的主要界面正呈现高端化、大屏化趋势。

车载显示屏加速高端化。主要表现为结构上由显示到触控显示一体化、材料上由塑料到玻璃、外形上由2D3D曲面等。结构方面,由单纯显示向触控显示一体化发展,汽车智能化趋势下,人车交互需求相较于传统汽车大幅上升,触控面板逐渐进入车载显示市场成为标配。从技术路径上看,目前触摸屏以电容屏为主,预计未来电容屏将向轻薄化方向发展,进一步取代电阻屏。材料方面,车载盖板由塑料向玻璃发展。在汽车智能化趋势下,随车载显示及人车交互需求增加,透光率高、抗划伤、触控手感更优且相对易于做成3D结构的玻璃材料开始成为车载显示面板青睐的盖板材料。外形方面,车用玻璃盖板由2D2.5D3D发展。相较于传统2D平面,3D显示屏的优势在于提升设计自由度和触觉反馈,同时更符合人体工程学。

多屏化和大屏化成为智能座舱发展过程的重要变化。近年来随智能座舱持续发展,车载显示屏幕面积逐步上升。20202021年期间,10英寸以上车载显示屏出货占比由23%提升至31%。多屏化趋势是为了满足多方面信息及交互需求,提升用户驾驶控制体验。座舱智能化背景下,汽车信息量的快速增加使得车内信息显示区域成为核心,多屏交互成为车载显示的重要趋势。与单一显示屏相比,多屏方案可将汽车信息在各个屏幕上进行分布显示,如将导航、多媒体等信息置于一屏或两屏,座椅、空调、ADAS等车辆信息置于另一屏,尽可能满足用户导航、音乐、路况等多方面的需求,提升驾控体验。联屏化趋势提升车用显示屏的实用性,由2016年奔驰率先搭载,此后双联屏、三联屏方案陆续落地。传统中控屏的一大劣势在于与仪表相隔较远,驾驶员在使用过程中需要分散更多注意力,而在联屏方案中,仪表与中控双联屏共用一块玻璃盖板,在视觉上削弱了两块显示屏之间的物理分割感,使驾驶员的触摸操作和信息获取更为便利

(二)域控制器从分布式架构向集成式架构演进

域控制器是指控制与特定区域(或称域)相关的一组汽车功能的计算机。它集成了多个传统汽车电子控制器的功能,通过高度集成化的设计,实现了对某一功能域内所有传感器、执行器和子系统的集中管理和控制。这种设计不仅提高了系统的效率和可靠性,还简化了车辆线束的复杂性,降低了整车成本。

汽车智能化趋势下,汽车从分布式架构向集成式架构演进。目前大多数汽车的电子电器架构尚处在分布式阶段,车辆仪表、信息娱乐等各功能由不同的单一电子控制单元(ECU)控制,一辆车往往分布着上百个ECU,每个ECU进行的运算较为简单,传统的MCU芯片即可满足传统座舱的运算要求。但是随着技术的迭代速度加快,传统的分布式电子电气架构难以承载汽车的复杂功能。博世等主流整车厂均采取了向集中式架构方向演变的战略,通过集成式架构的系统设计,ADAS、车身控制、多媒体等功能可以通过域控制器实现局部的集中化处理。在域集中的方案下,整车上百个ECU理论上有望被“浓缩”到5DCU(域控制器),由域控制器集中控制对应域内的多个部件。

智能座舱域控制器市场有望迎来爆发,2025年座舱域控制器市场规模将超百亿。智能座舱成本相对可控,用户感知强,而且可以部署在传统燃油车上,未来将迎来爆发式增长。根据产业链调研,当前全球智能座舱渗透率约50%,且国内智能座舱渗透率高于全球,预计25年国内智能座舱域控制器市场规模约47.96亿美元。

(三)抬头显示HUD加速上车推动人车交互创新发展

抬头显示HUD,作为先进的车载信息显示系统,其核心在于将车速、导航指示等关键行车数据直接映射至驾驶员视野正前方的风挡玻璃上,实现了信息的无缝融入驾驶环境。该技术最初应用于航空领域,显著提升了飞行员的操作效率与飞行安全。随后在汽车工业的快速迭代中,逐渐成为高端乃至普及型车型的标准配置,标志着汽车智能化与安全性的一大飞跃。

当前的HUD实现方案主要有三种。第一种是直接将前挡风玻璃作为显示屏。该种实现方案多属于前装方案。代表产品是捷豹路虎公司在20147月开发出的汽车虚拟风挡HUD概念技术,可以直接在风挡上显示车内参数以及行车路线。第二种是通过一块附加的显示屏实现。该种实现方案属于后装方案。现在,已经有很多单独外置的HUD显示器,价格从200600元不等,这类显示器可以通过车载OBD接口读取车辆各种信息,然后利用高亮度LED投射到挡风玻璃或者自带的HUD专用玻璃水,结构和使用都比较简单。第三种是利用前挡风玻璃反射实现。该种方案也属于后装方案,产品主要通过手机APP实现,利用手机屏幕在前挡风玻璃上的倒影实现HUD功能。代表的产品有百度地图、高德地图、Navier HUDaSmart HUD 3DAwesomeHUD等。但通过前挡风玻璃反射实现的产品存在清晰度差、信息量小、适应性差等劣势,实用效果差,并不能真正满足当前对于HUD功能的定位。

(四)语音操作系统在人车智能交互趋势下量价齐升

智能座舱的语音操作系统被称为VOS,主要负责座舱内用户和车机的语音交互。在系统架构上,VOS系统分为车机和算法两部分。VOS系统的车机系统包括车云两端。车端和驾车人员直接交互的模块叫做对话系统(DS),其主要由麦克风阵列、唤醒模块、音频处理模块组成。VOS的云端部分主要用于实现在线语音功能,包括在线ASR识别、对话服务以及实时信息同步等。上述功能的实现都离不开算法的支持,对于算法而言,两种类型的数据最为关键。一种是原始训练数据,主要用于实现VOS系统的各种功能定义和唤醒,以及打造唤醒词库;另一种是用户的个人数据,这是系统算法逐渐体现私人定制属性的关键所在,一般VOS系统会不定期地采集、标注用户数据,结合系统大数据不断提升VOS系统的智能化水平。

从发展趋势来看,智能座舱VOS系统已经逐渐从双音区变化为四音区,在驾驶员、副驾、后排左侧和后排右侧四个区域都能实现很好的定位识别,通过声源定位的方式锁定当前发布指令的音区。在此基础上,厂商在逐渐尝试对VOS系统进行“唤醒连说”,也就是用户在唤醒系统之后可以不用等待系统反馈音,而是将唤醒词和指令同时说出。此外,部分VOS系统也在尝试无唤醒词下达指令以及离线指令识别,当然这些创新功能对车机硬件的智能化水平要求也比较高。

三、国内企业在智能座舱行业的基本情况

目前,我国企业陆续涉足智能座舱领域,争相在新赛道谋取红利,故相关上市公司数量较多,重点企业有德赛西威、均胜电子、索菱股份、华阳集团、延锋伟世通、经纬恒润等。但企业间智能座舱板块相关营业份额占比差别较为悬殊,德赛西威、均胜电子、索菱股份等在智能座舱领域业务布局占比50%以上,大多企业利用企业优势逐渐转型向智能座舱赛道,聚焦差异化竞争的趋势较为明显,相关份额在整体营收占比中暂不突出。从区域布局来看,目前我国部分涉足智能座舱的代表性企业技术水平成熟,在国际市场上同样占据优势,如均胜电子2022年境外业务占比高达76.32%,但大部分企业尚聚焦国内市场。下面针对重点企业及其主要产品进行分析介绍。

德赛西威成立于1986年,总部在惠州,是中国最大的汽车电子企业之一。智能座舱是德赛西威最重要的业务板块,其主要产品包括座舱域控制器、智能座舱系统、信息娱乐系统、显示模组及系统、液晶仪表等,第三代座舱产品。公司“规模+技术+前瞻性”塑造领先地位,产品覆盖低中高端车型需求配套自主-合资-头部品牌,订单持续突破支撑公司业绩高增速。2022年,德赛西威的智能座舱域控制器项目一次性通过ASPICECL3评估,标志着公司在智能座舱领域的软件开发过程及质量管理能力已达国际领先水平从财务数据来看,德赛西威近年来的业绩表现堪称亮眼。2023年,公司实现营业收入219亿元,同比增长47%;实现归母净利润15.5亿元,同比增长31%。具体来看,德赛西威在智能座舱业务收入达到158亿元,同比增长34%

均胜电子成立于1992年,总部在宁波,是国内汽车零部件供应商,致力于智能驾驶系统、汽车安全系统、新能源汽车动力管理系统以及高端汽车功能件总成等的研发与制造。均胜电子业务分为汽车电子和汽车安全两大板块,汽车电子业务主要包括智能座舱/网联系统、智能驾驶、新能源管理、软件及服务等,汽车安全业务主要包括安全带、安全气囊、智能方向盘和集成式安全解决方案相关产品。公司依靠并购成为国内一线零部件企业,2011年以来,先后收购汽车电子公司德国PREH、德国机器人公司IMA、德国QUIN、汽车安全系统供应商美国KSS、智能车联德国TS、汽车安全系统日本高田。公司收入规模位列国内零部件行业第二。2023年上半年,均胜电子主营业务为汽车安全系统、汽车电子系统,营收占比分别为69.45%30.18%

索菱公司成立于2011年,总部在惠州,是一家集研发、生产、销售、服务为一体的高新电子信息技术企业。公司自1997年注册并成功挂牌以来,已发展成为汽车电子行业的领军企业。主营业务包括车联网产品、汽车辅助驾驶产品、自动驾驶产品、后台服务等。公司在智能网联、智能座舱、智能驾驶等领域具有深厚的技术积累和研发实力,能够为客户提供高品质的产品和解决方案。根据索菱股份2024年一季报,公司实现营收3.12亿元,同比大幅增长47.81%。扣非净利润688.88万元,扭亏为盈。净利润963.49万元,业绩同比大幅增长22.84倍。这表明索菱公司在当前市场环境下具有较强的盈利能力和市场竞争力。

华阳集团成立于1993年,总部在惠州,主要业务为汽车电子和精密压铸。在汽车电子业务上,公司自2001年开始发展汽车电子业务,积累了丰富的车厂配套经验,围绕“智能座舱、智能驾驶、智能网联”三大领域,目前已经形成包括HUDCMS、液晶仪表、流媒体后视镜、座舱域控、无线充电在内的丰富产品线,为客户提供先进的智能座舱解决方案,为用户提供沉浸式的智能座舱体验。公司2024上半年实现营业收入41.93亿元,同比增长46.23%,实现归母净利润2.87亿元,同比增长57.89%,在汽车电子业务实现营收30.71亿元,同比增长65.41%,占同期营收总额的73.23%

延锋伟世通成立于1994年,总部在上海,是全球领先的汽车零部件供应商,专注于智能座舱和汽车座椅等领域。延峰伟世通成立于1994年,延峰50%的股权,伟世通50%的股权,总部坐落于上海徐汇。目前有徐州工厂,重庆工厂,长春工厂,上海科技,南京科技,绍兴工厂,松江工厂几个控股公司。延锋伟世通的智能座舱业务是其核心业务之一,主要提供智能座舱整体解决方案,包括硬件、软件和人机交互等方面的产品和服务,还包括智能交互、语音识别、手势识别等方面的技术研发和应用。这些技术能够提升用户与车辆的交互体验,让驾驶更加智能化、舒适化和安全化。同时,公司还致力于智能座舱的未来发展,通过不断创新和探索,为汽车行业的发展做出贡献。

经纬恒润成立于2003年,总部在北京,长期供应国内外知名整车制造商和一级供应商,产品类型包括智能驾驶电子产品、智能网联电子产品、车身和舒适域电子产品、底盘控制电子产品、新能源和动力系统电子产品。公司基于沉浸式播放及视频处理技术建立超高清、沉漫式座舱产品线,聚焦车内智能娱乐座舱场景提供座舱解决方案打造车内“新娱乐、新办公”。同时,经纬恒润依托自身在智能驾驶、智能网联、新能源和动力系统、车身和舒适域、底盘控制等领域的汽车电子产品量产经验与技术优势,根据整车企业新车型项目的定制化需求,开展汽车电子产品的定制化开发服务。

四、航盛电子在汽车电子行业的竞争地位

深圳市航盛电子股份有限公司创立于1993年,是中国汽车电子行业的龙头企业之一,是国家级高新技术企业、国家级绿色工厂,拥有国家认定的企业技术中心、国家CNAS认可实验室、博士后工作站,及智能制造能力成熟度三级认证,先后获得广东省政府质量奖、深圳市市长质量奖、深圳市科学技术进步市长奖、“中国电子信息百强企业”“广东省著名商标”“广东省名牌产品”等荣誉,是深圳市首批四个卓越绩效示范基地之一。目前航盛的三大业务涵盖了以航盛车载智能互联系统、车载上网盒、车联网分体机、智能后视镜等为代表的车载智能网联信息系统;以高级驾驶辅助系统、360度全景泊车、倒车雷达、倒车后视摄像头为代表的智能驾驶辅助系统;以整车控制器、电池管理系统、牵引电机控制器为代表的新能源汽车控制系统

航盛自1993年成立以来,经过27年的发展与历练,已经成长为中国汽车电子行业的龙头企业,目前航盛电子“年产汽车电子产品近600万台套,经营收入50亿元规模,与国内众多的汽车厂商都建立了长期友好、稳定的合作关系,在国内车载信息娱乐系统市场里,国内销售额前20位的车厂中有18家为航盛电子的客户,市场覆盖率高达90%

2024109日,由深圳市行业领袖企业发展促进会与深圳商报/读创共同主办的“2024深圳行业领袖企业100强”评选结果出炉,航盛电子作为国内汽车电子行业的代表性企业,再次荣登“2024深圳行业领袖企业100强”。此次入选既是对航盛自主创新能力和行业领先地位的高度肯定,也是对航盛践行高质量发展道路成果的持续认可。

五、关于鹤壁市开发区在智能座舱领域的发展建议

目前开发区涉及智能座舱的企业仅鹤壁航盛汽车电子科技有限公司,隶属于航盛集团。鹤壁航盛是航盛集团在北方市场的主要原始设计制造商(OEM)。客户覆盖了大众、日产、长城、北汽等国内多家汽车制造商,既实现了集团产能扩充、低成本制造的需要,还满足了客户近地化配套的要求。现在,鹤壁航盛构建起全价值链成本竞争力体系,全面形成与集团总部相对低成本的制造能力。在汽车产业变革加速推动下,智能座舱发展动能强劲,在接下来的工作中,围绕助推鹤壁航盛做大做强智能座舱,具体有以下几点思考建议。

强化产品创新,拓展服务范围。推动航盛加快自主创新产品迭代应用,顺应智能座舱车载显示“高端化、大屏化、多屏化”的未来发展趋势,精准卡位车载显示屏优质赛道。扩大生产10英寸以上的大尺寸全液晶仪表产品,为主驾用户带来良好的行车信息交互体验。使用中控与仪表双联屏在视觉上削弱物理分割感,或将液晶仪表的信息转移至HUD中,用“小仪表+大中控+HUD”的形式增加驾驶员的触摸操作和信息获取的便利性。提升车载显示系统的个性化与定制化服务能力,通过优化产品设计、开发定制化功能等方式,满足不同用户的个性化需求。通过不断壮大产品规模,拓展服务范围,抓住新机遇。

厚植技术研发,夯实创新根基。推动航盛加快车载显示关键核心技术攻关,集中突破新型显示技术、抬头显示HUD技术等,积极与高校、科研机构等合作,共同开展前沿技术的探索和应用。显示技术方面,应围绕Mini LED显示技术、Micro LED显示技术、可滑移显示技术、可折叠显示技术、车载透明显示技术、车载隐藏显示技术等,加大研发力度,促进新型显示技术迭代升级。显示面板主体方面,结构上由显示到触控显示一体化,使用电容屏取代电阻屏,并加快电容屏轻薄化技术研究。在车载显示产业快速发展过程中,加强关键技术布局和创新,于变局中开新局,变挑战为机遇,在大风大浪中不断发展和壮大。

延伸产业链条,塑强发展动能。坚持集聚集约发展模式,持续优化产业布局,以点带面推动智能座舱产业集群发展。当前车载显示产业链上游面板厂与中游模组厂正加速拓展业务,绕过下游显示系统集成商直接与整车厂开展合作,我区以航盛电子为代表的下游企业,应借助技术优势与市场优势,围绕个性化智能座舱方案,延伸车载显示产业链。一方面,推出一系列个性化智能座舱方案,基于不同客户、不同车型的多样化需求,对功能进行灵活裁剪与统合综效,打造差异化、智能化、深度融合化的基础平台。另一方面,持续推进智能座舱向智能驾驶、车载网关的跨域融合,向高性能中央计算平台演进,通过绑定优质厂商,实现快速积累经验和产品交付,以先发优势赋能原始设计制造商,抢占智能座舱发展新高地,塑强发展新动能。

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