(报告出品方/作者:中银证券,朱朋)
汽车智能化持续推进,华为成立智能车 BU 进军汽车领域
智能化加速渗透,智能化相关产业链有望受益
汽车产业面临变革,电动化智能化为发展方向
ADAS 渗透率快速提升。随着技术逐步走向成熟、产品价格逐渐下降及用户智能化体验需求的不断 提升,ADAS 功能正逐渐从豪华车向中低端车型发展,渗透率快速提升。据高工智能汽车数据显示, 2022 年前装标配搭载辅助驾驶(L0-L2)搭载量为 1001.2 万辆,同比增长 23.9%,增速维持较高水 平。据车云网数据,2022 年我国智能网联乘用车(具备 OTA 功能和 L2 级及以上智能辅助驾驶功能) 销售 467.4 万辆,同比增长 64.8%,渗透率达 22.6%。目前 ADAS 渗透率仍处于较低水平,增长空间 较为广阔。 市场空间广阔。ADAS 系统既是车企切入无人驾驶的渐进式道路,也是现阶段无人驾驶成果的商业 化产品。受量产规模效应提升、部分产品国产化、技术成熟度逐渐提升等因素影响,辅助驾驶成本 逐渐降低。据高工数据显示,2020~2022 年 1~9 月 L2 级辅助驾驶前装标配搭载车型均价分别为 27.2、 25.6、25.0 万元,且 2022 年 1~9 月 20 万元以下车型占比近 70%。辅助驾驶功能逐渐渗透主流消费 区间,销量有望持续高速增长。
用户交互一线区域,智能座舱零部件迅速放量。高工智能汽车研究院监测数据显示,2022 年中国市 场(不含进出口)乘用车前装标配搭载智能数字座舱(大屏+语音+车联网+OTA)795.1 万辆,搭载 率达 39.9%。从需求端来看,座舱是与用户最直接的交互区域,随着用户对智能化体验、个性化功 能、舒适性感受、便利性操作的需求逐渐增加,智能座舱需求迅速提升。从供给端来看,座舱功能 开发难度低,且安全性要求较低,能较快实现商业化。且座舱容易被消费者感知,也是车企提升产 品竞争力的方向之一。
主机厂从一次性销售的交付模式开始转向销售+新功能、新服务的持续交付的模式。传统垂直供应 链体系已经逐渐难以满足车厂和用户的定制化、个性化需求,目前逐步向平台+生态合作模式演进。 平台化、解耦化的平台可以让主机厂更加方便地更新软硬件产品,方便整车进行不断的升级改造。 相比于传统的一次性交付模式,OTA 升级能降低交付周期、产品演进升级、远程解决软件问题、增 加软件增值服务的新营收入口等。华为坚持平台+生态的发展战略,以 IDVP 生态、MDC 生态、 Harmony OS 生态为核心,切入市场痛点,未来有望获得较好发展。
切入增量要点,进军汽车行业。智能汽车解决方案及智能化零部件需求旺盛,但渗透率仍处低位, 市场空间广阔。华为通过三种合作模式,提供一体化的智能汽车解决方案,全面布局智能汽车领域。 零部件方面,提供 MDC 自动驾驶平台、鸿蒙系统、AR-HUD、激光雷达、毫米波雷达、电机电驱、 热管理系统等智能化重要零部件;整车方面,通过 HI 模式和智选模式,提供全栈智能驾驶、智能座 舱解决方案,合作定义汽车。
消费者 BG+智能车 BU 共同发力,技术渠道优势明显
华为车 BU 经历四阶段调整,目前由余承东领导。2019 年 5 月,华为智能汽车解决方案 BU 成立, 归属于 ICT 基础设施业务管理委员会,提供智能驾驶、智能座舱、智能电动、智能网联、智能车云 产品和解决方案。2020 年 11 月,华为车 BU 调整至消费者业务委员会,由余承东担任 CEO。2021 年 9 月,华为智能汽车解决方案 BU 主要针对 HI 模式,由余承东继续担任 CEO,王军担任 COO, 并兼任智能驾驶解决方案产品线总裁,卞红林任 CTO、智能汽车解决方案 BU 研发管理部部长。终 端 BG 主要针对智选模式合作,由余承东负责。2023 年 2 月,据 HiEV 报导,车 BU COO、智能驾 驶解决方案产品线总裁王军已被停职。汽车业务重点将聚焦于消费者 BG 主导的智选模式。
ICT 技术积累深厚,在汽车智能化方向能提供多方面有竞争力的技术和产品。华为手机业务积累的 芯片设计能力和生产能力,能为车机提供高性能的智能驾驶平台和车机模组。鸿蒙系统跨设备互联, 支持车机和手机的无缝流转。手机 OTA 技术积累保证车机的稳定 OTA 升级。基于手机 HMS 生态 开发的车机版本 HMS-A 系统,为车机应用开发者提供语音处理接口,减少了车机软件的开发工作。 基于华为云技术,开发八爪鱼自动驾驶开放平台,助力智能驾驶算法研发、测试。基于其 5G 通讯 技术,在钢铁、煤矿、港口、制造等行业开展应用,推出 5G 远控天车、无人天车、无人车送药、 5G 救护车、5G 智能机器人、车辆监控系统等多款产品。
品牌效应明显,用户基础坚实,渠道优势明显。华为在手机领域布局多年,在拥有庞大的用户基础 和用户关注度的同时,在产品设计、产品交互、消费者需求分析上有一定优势。同时华为自身拥有 成熟的线上线下销售渠道,华为手机门店自带客流量,在渠道铺设速度、覆盖范围上具有充分的优 势。深入合作的问界、阿维塔、极狐品牌也在持续推进入驻华为门店。根据杰兰路数据,截至 2022 年底,华为问界全国销售网点 1155 家,环比上季度增加 40 家,覆盖城市共 214 座,未来有望快速 拓展。
汽车业务是华为全场景战略的重要一环,资金及人员方面投入颇多。华为消费者业务以 HarmonyOS 和 HMS 生态为核心驱动,建设“1+8+N”全场景智慧生活战略。其中“1”指手机用户,“8”指平板电脑、 PC、VR、可穿戴设备、智慧屏、智慧音频、智慧音箱、车机,“N”指泛 IoT 设备。智能汽车部件业 务作为五大生活场景中智慧出行场景的重要载体,是华为的长期战略机会点,也是华为业务重点发 展的方向之一。华为为汽车业务投入了大量的资金和人力资源,据华为年报显示,2020 年智能汽车 解决方案的投资达到 5 亿美元,2021 年达 10 亿美元,研发团队达到 5,000 人的规模。
华为智能汽车产品丰富,提供优质全栈解决方案
华为智能汽车解决方案包括一个架构:CCA+VehicleStack 架构和七大解决方案:智能网联、智能驾 驶、智能座舱、智能电动、智能车控、智能车载光、智能车云服务。CCA+VehicleStack 分别针对硬 件层和软件层,CCA 架构具有高标准化、低耦合的特点,VehicleStack 提供数据处理服务,开放多 种 API 和 SDK 接口。智能车云服务主要包括八爪鱼平台、OTA 云服务和三电云服务,提供数据的 云上处理、训练、仿真、有好的 OTA 升级体验、准确的新能源车电源和寿命管理。车端提供面向各 大车企的全新的计算和通讯架构,主要包括以车载网关、C-V2X、T-Box 为主的智能网联模块;以 MDC 及配套工具链、激光雷达、毫米波雷达、摄像头、ADAS 解决方案为主的智能驾驶模块;以鸿 蒙系统、车机模组、中控屏为主的智能座舱模块;以电驱、电池管理、充电系统、充电桩为主的智 能电动模块;以 VDC、热管理为核心的智能车控模块和以 AR-HUD 及自适应远光灯系统 ADB 为主 要产品的智能车载光模块六大部分。
华为提出域集中式 CCA(计算与通信架构)是 E/E 架构变革方向之一
传统分布式 E/E 架构在智能化高速发展的趋势下存在难以解决的问题。对于主机厂来说,分布式架 构每项辅助驾驶功能需要独立的传感器、计算单元和软件,需要主机厂开发和协调数十个甚至上百 个 ECU,复杂且工作量大,且资源分散,算力无法共享,难以做到高级别自动驾驶。对于供应商来 说,对零部件的开发仅针对具体某一项功能来开发,很难考虑车上各个系统间的协同问题。此外, Tier1 和主机厂很难对软件进行 OTA 升级,车辆性能、功能难以提高,这会导致较长周期的车辆更 新(一般为 5~10 年)与快速的软件更新错配。
华为提出 CCA+VehicleStack 构建数字系统架构,更加适合软件定义汽车。传统汽车有 6 层架 构,从底层往上层分别是机械层、高压电池电气层、低压部件层(硬件层)、软件层、应用层 和云服务层。 CCA 架构针对硬件层,可以:1)通过车辆识别单元(VIU)就近对传感器和执行器供电;2)3 个或 5 个 VIU 组成环网,保证在某个 VIU 出现故障时,系统安全可靠;3)通过 VDC(智能车控平台)、MDC(智 能驾驶平台)、CDC(智能座舱平台)三个域控制器来分别负责车和底盘域、自动驾驶域、信息娱乐域。 VehicleStack 针对软件层,数据的预处理、分组、加密、聚合、分发、记录都会在 VehicleStack 上完 成,同时开放相应 API 和 SDK,让 ADAS、热管理等上层应用得以实现,达到整车级的软硬件整合。
CCA + Vehicle Stack 架构带来多方面的优势。第一,成本低。线束就近接入用量更少,计算集中化 减少 ECU 数量,VIU 固定放置减少装配难度。第二,开发时间短。华为 CCA 架构采用标准化设计, 模块间耦合程度较低,不同车型间可以共用,车型开发平均节省 6~8 个月。第三,软硬件升级方便。 可插拔设计使得更高级的自动驾驶方案推出后,软件和硬件的更新较为容易。第四,解决方案方便 快速迭代。华为在架构上提供了 API 接口,方便开发者进行软件开发,而传统架构需要对接多家开 发商。
智能网联:打通车路壁垒,打造人、车、路、云全面协调系统
华为智能网联解决方案通过交通数字化打造“智慧的路,聪明的车”。网联方案产品覆盖面广泛,包 括机器视觉产品 M23 系列护罩一体化摄像机、边缘计算设备 ITS800、路侧单元 RSU、路网数字化 服务 DRIS、交通智能体 TrafficGo 等。主要提供 3 测+N 用,即虚拟测试场、封闭测试场、(半)开 放道路测试;协作式公交、全息路口+智行/交通综合治理、辅助驾驶、智慧路侧通信感知站点等业 务应用。
华为 VHR 服务以数据驱动,通过车辆数据监视,提供高品质客户服务。VHR(Vehicle History Record) 在数据采集、数据治理、数据分析、车辆状态可视、车辆故障诊断、趋势分析、预测、改进等多个 环节,提供如构建数字孪生、远程智能诊断、智能识别车辆异常、车辆实时质量监测、构建车辆用 户画像等服务。华为发挥自身 AI 和数据平台技术的优势,通过 VHR 服务构建数据服务生态,一方 面提升用户的用车体验,另一方面也能为车企提供价值。
路网数字化服务(Digital Road Infrastructure Service)通过车路协同等技术,基于华为物联网服务, 打造人、车、路、云全面协同的指挥交通系统,主要在高速公路、园区、城市道路等场景下提供交 通事故逆行、车辆逆行、恶劣天气预警、道路限速提醒、道路拥堵提醒、公交车道闯入预警、弱势 交通参与者预警(行人识别/自行车识别)、红绿灯信息提醒等服务。其优势在于:1)低时延。通 过 LTE-V 和 5G 网络结合,实现毫秒级时延。2)全场景。支持多种网络协议。3)边缘智能。路边 单元基于昇腾芯片实现高精度计算。4)边云协同。开放的边缘计算架构使得边端设备可更新,并具 有全局监控能力。5)经济部署。优化部署方案,降低传输带宽要求,部署费用节省 50%。6)引领 标准。实现全流程标准化。
华为好望(HoloSens)机器视觉品牌和路边单元共同完善感知能力。好望品牌面向智慧交通、智慧 园区等领域提供多种产品,硬件包括好望软件定义摄像机(如 M23 系列等)、微边缘智能视频存储 (ITS800)、好望云服务等,构建有效的机器视觉交通解决方案。
智能驾驶:高性能传感器+MDC 提供优秀的感知和决策能力
4D 毫米波雷达逐渐前装上车,未来发展空间广阔。4D 毫米波雷达广视角、高分辨、能探测静物, 与传统毫米波雷达相比优势显著。其一,传统毫米波雷达无法获取高度信息,4D 雷达有效地弥补了 这一点,部分产品垂直视场角可达 30°,能够有效侦测立交桥、限高杆、路牌等障碍物。其二,4D 雷达探测更加精准,分辨率可以做到小于 1°,精度小于 0.1°。其三,4D 雷达可以识别静止障碍物。 4D 雷达由于点云密集,可以对静止点进行识别。更优秀的性能表现能够让 4D 毫米波雷达有效支持 更高级别的智能驾驶,且价格在 1000~1500 元左右,短期内远低于激光雷达。据高工智能汽车研究 院预计,2023 年中国乘用车市场前装 4D 毫米波雷达将突破百万颗,到 2025 年 4D 成像雷达占全部 前向毫米波雷达的比重有望超过 40%。
华为 4D 成像雷达性能表现优秀。华为 2017 年 Radar 技术预研,确定第一代产品方向。2019 年正式 立项开发,2020 年进行了路试、冬测、夏测,2021 年实现首项目量产交付。华为成像雷达水平 x 垂 直角分辨率为 1°x2°,测量精度达到了 0.1°。使用了 12 个发射通道,24 个接收通道,基本上是业界 可商用的最大配置的成像雷达。相比于传统 3 发 4 收配置、通过软件来提升分辨率的方式来说,更 加稳定可靠,性能提升更高。通过大阵列设计,使一个毫米波雷达支持两种波形,兼顾远距离覆盖 和近距离广角要求。长波形支持±9°300m 的覆盖,短波形支持±60°150m 的覆盖,能够很好地满足城 区的要求。 华为 4D 成像雷达的无模糊高性能带来了出色且稳定的 4D 点云。华为 4D 成像雷达通过天线的摆置 关系和信号处理的优化,可以实现角度的无模糊,避免传统毫米波雷达将模糊的结果和真实的目标 混合在一起造成的虚景。减少虚景以后,加上高分辨率带来的密集探测点,可以形成一个高置信度 的点云,再通过华为大算力的 MDC 引入 AI 方法进行后端处理。同时,相比于激光雷达而言,毫米 波自身受到天气等环境因素影响小,形成的点云具有相当程度的稳定性。此外,华为 4D 成像雷达 针对不同域控制器有不同的输出方式。对接小算力的域控制器时,会直接输出目标;对接大算力的 域控制器时,可以输出点云。
激光雷达逐渐由机械式向固态式转型,混合固态产品为目前主流商用类型,纯固态激光雷达为发展 方向。车用激光雷达早期为机械式结构,通过收发模组的水平旋转来实现 360°扫描,但成本高难压 缩,使用寿命短难车规。经过数十年发展,目前主流商用产品为混合固态产品,典型的是 MEMS 激 光雷达,通过将机械式结构集成到硅基芯片中,通过 MEMS 微振镜来进行改变光路方向进行扫描。 混合固态产品技术相对成熟,成本低,易车规,在辅助驾驶领域广泛使用。纯固态激光雷达通过纯 电子结构进行扫描,理论上性能、成本和稳定性上表现更优,但技术仍有难关未攻克,短期内难以 大规模商用。
激光雷达路线明晰,低成本量产为核心竞争力。混合固态激光雷达技术路线相对成熟,稳定性好、 价格便宜、结构简单、易过车规,仍为当前主流方案。随着 Ibeo 申请破产、Veldoyne 与 Ouster 合并、 Quanergy 退市,太过先进和传统的产品弊端进一步显露。机械式产品价格高昂、量产周期长、车规 困难,L4 市场需求量有限;纯固态产品技术成熟度不够,量产和维护成本高,短期内表现不如混合 固态产品。同时,国内智能化普及程度更高,激光雷达需求较高,加之受开发、维修等方面制约, 激光雷达呈现较强的地域性,国内车企仍优先选择沟通成本低、交付能力强的国内激光雷达供应商。 禾赛科技、速腾聚创、图达通、华为等厂商在量产、价格等方面具有一定优势,市场表现出色。
华为混合固态激光雷达性能综合表现优秀。华为已公布的激光雷达产品使用 905nm 光源,硅基接收 器,垂直*水平角分辨率可达 0.26°*0.25°,垂直*水平视场角相对较窄 25°*120°,探测距离在 10%反 射率下达到 150m。采用独特的光学设计,在两侧的边缘视场角也可实现 120 米以上的探测距离,不 会像部分市面产品出现探测距离大幅度缩小。华为激光雷达扫描一次成型,不存在内部图像拼接, 这样形成的点云更加连续,更加稳定,对后端算法也更友好。目前已成为长安阿维塔 11、北汽极狐 α S Hi 版、长城沙龙机甲龙、合众哪吒 S 等车型的激光雷达供应商。
自驾域控制器向着高算力、易开发发展,ASIC 专用芯片路线成未来方向。随着汽车电子电气架构 的逐步演进,自动驾驶架构已经从以往的 ECU 向 DCU(域控制器)迁移。自动驾驶域控制器作为 自动驾驶的核心计算平台,承载着环境感知、数据处理、路径规划等重要功能。随着主机厂及供应 商逐渐完善其自动驾驶功能,程序越来越复杂,对硬件算力、传感器数量和编程便捷度的要求更高。 为满足上层需求,自驾域控制器产品向着更高算力、更多传感器接口、更便捷的程序开发演进。未 来随着进一步的跨域融合,自动驾驶域控制器与座舱域控制器会进一步融合。 从内部架构来看,自驾域控制器承担汇总处理传感器信息数据的功能,目前市场差异化体现在 AI 计算,主要有两条技术路线。一类是以英伟达为代表的 GPU 为主,ASIC 为辅路线,一类是以高通、 华为、地平线、Mobileye 为代表的 ASIC 作核心计算单元的路线。ASIC 即专用集成电路,是指应特 定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路,前期开发周期长,但功耗和对特定场 景的性能表现更加出色。故在早期算法不成熟阶段,GPU 为市场主流。2022 年新车主要以英伟达的 Orin 和华为的 MDC 平台为主。
华为 MDC 产品经过数年的发展,已经覆盖多个场景的自动驾驶平台需求。华为 MDC 系列,使用 同一套软件,同一个硬件架构,方便进行软件和硬件的迭代升级。目前全系列共有 4 件产品:MDC300F 用于矿区、港口、园区、高速物流等车辆;MDC210 主要用于中低端车的铺量;MDC610 用于高端 车的拉升品牌;MDC810 用于 robotaxi 或高级别的自动驾驶。MDC810 采用昇腾 620 芯片,算力高 达 400+TOPS。
华为 MDC 平台性能强大,功能安全,提供开放的生态和多种开发工具。华为 MDC 810 性能强劲, 算力达 400TOPS。具备用户态分布式 OS 内核,调度时延<10us,平台级时延<40ms。其异构计算能 力能针对不同环节提供不同的算力类型和大小,更精准地满足算力需求。此外,华为 mdc 具备面 向 l4 的高安全架构,通过了信息安全、功能安全、车规级测试、软件成熟度认证、极端工况测试等 多项检验。同时,华为 基于标准化和平台化的设计理念,实现软硬件解耦,提供丰富的传感 器接口、全场景覆盖的工具链、100+标准的 api 和开放的 sdk,支持与线控底盘接口对接、支持软 件开发和移植、支持不同级别自动驾驶的功能要求。华为也提供完整的开发工具链,帮助客户和生 态伙伴提升开发效率,完善华为 生态构建。华为于 2021 华为智能汽车解决方案生态论坛提出, 截至 年底已有 70 余家生态合作伙伴,联合拓展乘用车项目超 6 个,商用车 />