罗兰贝格： 汽车电子革命：四大核心技术趋势

这些关键使能技术将带来整车电子电气相关价值的大幅提升。我们预测，汽车电子电气相关的BOM价值（不含电池与电机），将从2019年的~3,145美元（豪华品牌 L1级别ADAS汽油车）提升至2025年的~7,030美元（豪华品牌L3级别自动驾驶纯电车）。

电子电气架构改变带来的硬件与软件的价值提升（~510美元）将明显高于纯IVI系统和Connectivity系统（~230美元）。其中，座舱域控制器及基础软件（如OS）将成为未来五年的价值高地。

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目前，行业内没有统一的架构设置标准，却有相似的划分原则。由于采用渐进式改革，大部分传统车企（尤其是豪华品牌）短期内会定义出3-5个域，包括底盘与动力总成、ADAS与安全、影音娱乐、车身和互联互通；其中，ADAS与IVI会通过以太网与中央网关相连接，以保证数据传输的低延迟与大流量。不管是特斯拉还是传统车企，领先者都不会局限于第二阶段的DCU架构，因为它只能带来短期的降本与功能创新，若要实现长期的全球经济性，就必须实现新架构平台的规模化，从软件入手。

传统车企的架构及其背后的研发体系、流程和观念已经无法应对复杂的软件集成需求，且车企正在陷入一个“不断救火”的恶性循环。软件能力的缺失与日益复杂的软件集成，使大量技术、资金与时间投身于查漏补缺，而不得不忽视或推延原有的研发重点；同时，由于资源限制，对供应商的选择与评估标准也更倾向于“快交付”与“低价位”，进一步导致质量缺失和大量返工。

因此，必须将功能独立出来，架构需从“信号导向”(signal oriented)转变为“服务导向”(service oriented architecture, SOA)。SOA是一种架构类型或指导思想，实现端到端的架构(E2E architecture)。车企可以使用基础软件平台串联传统ECU功能、独立的智能网联服务、云端的服务、智慧交通体系内的服务以及其他终端设备，提高功能之间的沟通效率并降低成本。含了抽象软件层和基础服务层（包括OS、车内网络、诊断等固件）在内的基础软件平台解决方案将成为车企需要把握的价值高地，也将成为供应商的全新产品机遇。这些机遇不但包括软件平台本身以及端到端应用软件的提供，也包括相关的服务提供，如云服务、OTA服务等。

此外，面对车载软件庞大且仍在增加的软件代码量，汽车行业玩家开始借鉴ICT行业的”软件工厂”理念。软件工厂需为开发者提供可行的软件框架、配套的开发指令、预设的程序模板、可复用的代码以及伴随开发进程可以连续测试的环境。在此基础上，当软件工厂收到一项开发需求时，开发者能够根据工厂现有能力拆解需求模块，并将其分配至各个“产品线”，每个产品线再根据新需求识别可以复用和需要新开发的部分，判断开发工作所需资源，最后部署开发、测试工具并完成任务。相比于传统的“手工”开发模式，软件工厂可以提升软件产品的一致性、品质和开发效率，提前识别开发工作量，前置风险，使整个开发和部署流程更可预测，大大提升了车企对软件工作的资源配置和进程管控能力。

短期内，自动驾驶高性能芯片和座舱主控芯片分别演进。究其原因，座舱应用场景和芯片性能要求已相对明晰，并且消费电子级芯片可满足座舱现有场景需求，消费电子芯片玩家可以利用规模优势实现低成本商业化开发；相反，自动驾驶技术路线尚不成熟，其人工智能算法所要求的芯片性能远高于目前消费电子芯片的能力，因而玩家在自身技术路线选择下进行高成本、小规模开发应用。预计2030年以后，随着自动驾驶技术路线的逐渐成熟，高性能芯片进入标准化、规模化生产阶段，其与座舱主控芯片进一步向中央计算芯片融合，从而通过集成进一步提升运算效率并降低成本，但由于自动驾驶和座舱安全要求不同，满足安全要求将成为融合的前提。

目前电动车应用的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）一般以硅（Si）为主要材料，而碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等下一代宽禁带半导体材料更能满足高电压、高开关频率和低损耗要求，因此更符合未来电动车快速充电和续航提升等要求。其中，SiC技术相对成熟，已应用于特斯拉Model 3；而GaN在技术上尚未成熟。电动车发展是驱动高功率Si和SiC市场发展的主要因素。Si作为半导体主流技术，低成本方案已经成熟，并可通过技术提升提高其高功率应用性能。而SiC-IGBT在规模化应用道路上仍面临众多挑战，成为车企、全球领先供应商和半导体供应商面临的痛点。综合技术与成本考量，预计未来可能形成Si与SiC方案共存竞争的格局。

汽车行业的流动性与盈利性本身就会受到宏观环境的直接影响，加上此轮技术革命却又恰好处于这个高度不确定性的窗口，使得情况变得愈加复杂。此外，新技术趋势下的全球采购格局也将可能发生变化。由于目前仍未存在已被证明可以全球通用的成功的底层架构方案（包括电子架构和软件架构），传统汽车行业惯用的“一套技术方案”+“本地化采购”的方式可能不再适用。另一方面，数字化使知识产权控制与管理以及数据拥有、储存与应用在世界各国间变得异常敏感。