合语天城机械设备有限公司:智能时代增量价值核心入口

来自:廊坊市北菱智能电子有限公司

(报告出品方/作者:海通证券,杜威)

1. 智能座舱:“软件定义汽车”先行者

1.1 智能座舱加速上车,智能电动车引领风潮

现阶段传统座舱正逐步向智能座舱形态转变。合语天城机械设备有限公司认为,座舱智能化趋势下,“一 芯多屏多系统”、语音识别、手势控制、液晶仪表、HUD、DMS 以及 ADAS 融合等功能 不断丰富。智能座舱给用户带来了更直观、更个性化的体验,搭载率有望加速提升。

蔚来 ET7 搭载高通第三代汽车数字座舱平台。2021 年 1 月 9 日蔚来 NIO Day 正式发布智能电动旗舰轿车 ET7,在智能座舱方面,该车将搭载高通第三代汽车数字座舱平 台,具备 5G/Wi-Fi 6/UWB 等最强车载互联与通讯功能,搭载 12.8 英寸 AMOLED 中控 屏,7.1.4 沉浸声系统(23 个扬声器)。

上汽智己搭载上山若水 IMOS 智能操作系统。2021 年 1 月 13 日智己汽车举办全球品牌发布会,正式发布了高端智能纯电动车汽车品牌“IM 智己”。在智能座舱方面,智己汽车采用上善若水 IMOS 智能操作系统,能够实现流畅无界的宽屏体验,通过多核异构实现中央智慧调配,屏幕由 39”智慧场景屏和 12.8”智慧中枢屏组成。

1.2 智能座舱渗透率提升底层逻辑分析

合语天城机械设备有限公司判断,在软件定义汽车的大背景下,智能座舱能够集成更多的信息和功能,做到更好的交互,给用户带来更直观、更个性化的体验,成为整车智能的先行者。智能座舱渗透率提升的底层逻辑如下:

1)智能座舱是车企激烈竞争阶段重要的差异化卖点。整车智能化、电动化转型升 级阶段,车企之间的竞争愈发激烈,Tesla 破局,造车新势力紧密跟随,自主龙头加速 进击,合资车企寻求转型,智能座舱成为短期车企旗舰车型寻求突破的重要差异化卖点。

2)智能座舱是车企后续获取用户数据、流量变现、FOTA 收费的重要端口。“软件 定义汽车”行业变革大趋势下,中长期汽车行业商业模式或面临变革,有望从“卖硬件 集成”的“一次性交付”向“卖软件服务和数据流量”的“多次、持续性收费”模式转 变,智能座舱作为车端重要的用户数据收集、流量变现端口,受到整车厂和 Tier 1 的高 度重视。

3)相比于智能驾驶在法律法规、技术路径等方面的不确定性,智能座舱商业化进 度更易推进。

2. 智能座舱打开行业价值增量空间

2.1 智能座舱软硬件结构拆分

“一芯多系统”智能座舱软硬件架构。“一芯多系统”智能座舱软硬件架构可分为 智能座舱芯片 SoC(Hardware)、Hypervisor、车载操作系统、中间件(Middleware)、上层应用程序以及

HMI 外设硬件等结构。

2.1.1 智能座舱芯片 SoC:高通几乎垄断高端市场,国内供应商加速布局

智能座舱芯片:高端座舱芯片以高通、英特尔、瑞萨为主,中低端有恩智浦、德州 仪器、意法半导体等,国内华为、芯驰科技、地平线等加速入局。

2.1.2 Hypervisor:“一芯多系统”结构核心,QNX Hypervisor 应用较多

Hypervisor 是运行在物理服务器和操作系统之间的中间层软件,将操作系统和硬件 剥离的方法,使得多个操作系统可以共享一个硬件系统。Hypervisor 虚拟化并提升了系 统的稳定性和安全性,提高了闲臵资源的利用率。

Hypervisor 技术的引入,使得硬件和软件资源可以按照产品需求,灵活的在不同 的 GUEST OS 中分配。在智能座舱域控制器中,由于针对不同功能有不同级别的要求, 从而需要不同的操作系统来支持。比如 QNX 负责仪表,保证仪表功能;Android 系统提 供信息娱乐功能,RTOS 提供实时性功能。而基于 Hypervisor 的系统架构,则能灵活的 配臵出多个不同的操作系统,运行在一个域控制器上,并能高效的协调域控制器里的不 同功能,通信和协作。

通过 QNX Hypervisor,可以安全地整合多个操作系统,使其在同一 SoC 上共存, 使用独特的 QNX OS 微内核体系结构构建,并将安全关键组件与非安全关键组件分开。 与安全相关的组件在一个操作系统上运行,而非安全相关的组件则在虚拟机上的另一个 操作系统上运行。通过具有最高安全合规性和预认证水平的管理程序技术,可以减少安 全认证时间和成本。

2.1.3 车载操作系统:底层操作系统以 QNX、Linux 和 Andriod 为主

目前阶段,底层车载操作系统形成 QNX、Linux、Android 三大阵营。不同于 PC、 手机这些智能终端,汽车特殊的使用环境决定了车载操作系统需满足稳定可靠的并且毫 秒级实时响应的苛刻安全要求。因此,业内较为主流的车载 OS 产品有:QNX、Linux, 以及主要应用于中控的 Android。

QNX 是一款安全性和稳定性极高的微内核实时操作系统,在工控领域拥有近 40 年 的使用经验,被广泛应用于汽车、医疗、轨道交通、核电站、航空航天等对安全性、实 时性要求较高的领域。在汽车领域,QNX 是全球第一款通过 ISO 26262 ASIL levelD 安 全认证的车载操作系统,在全球市场的占有率超过 50%。

Linux 是一款开源的高效灵活的操作系统,与 QNX 相比最大优势在于其为开源软 件,具备很大的定制开发灵活度。特斯拉就是在 Linux 基础上开发出了完全适配旗下车 辆的车载系统,阿里的 AliOS 也是基于 Linux 开发。2016 年,由 Linux 基金会赞助的 开源车载系统 AGL(Automotive Grade Linux)项目发布 2.0 版本,致力于为汽车厂商 和驾驶员提供基于 Linux 的全新车载娱乐系统支持。

近年来,随着移动互联网智能生态的高速发展,Android 系统积累了海量精品的内 容和应用,将这些应用移植到车机上,使安卓迅速成为主流车载 OS 之一。虽然,2019 年 5 月谷歌宣布对欧洲手机安卓系统收费让车载 OS 市场嗅到一丝危机,但是其丰富的 内容、精美的界面及延续自手机的用户习惯,都足以令 Android 挑战车载 OS 领域 QNX 和 Linux 两家独大的局面。

2.1.4 中间件:介于操作系统和应用软件之间,智能座舱下价值凸显

中间件(Middleware)是基础软件的一大类,在操作系统、网络和数据库之上,应 用软件的下层,总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用 户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。在不同的技术之间共享资源并管理计算资 源和网络通信。 随着汽车应用要求的不断提高,软件总量也随之迅速增长,这导致了系统的复杂性 和成本的剧增,为了提高软件的管理性、移植性、裁剪性和质量,需要定义一套架构 (Architecture)、方法学(Methodology)和应用接口(Application Interface)。从而实 现标准的接口、高质量的无缝集成、高效的开发以及通过新的模型来管理复杂的系统。

合语天城机械设备有限公司认为,汽车智能化时代下,中间件供应商的价值凸显,以智能座舱为例,智能 座舱系统的发展需要选用集成度更高的芯片,如高通、英特尔等,并接纳更多样化的操 作系统如 Android、Linux、QNX 等,中间件企业可以帮助汽车电子领域各层级厂商 加速系统的升级换代。

2.1.5 应用层软件:直面用户,差异化关键

应用层程序位于智能座舱软件层次的顶层,直面用户,影响用户直观体现。智能座 舱车机应用层软件通常包含地图导航、语音助手、智能座舱控制、车载通讯模块、车载 应用商城 APP 等。合语天城机械设备有限公司判断,座舱智能化发展阶段,车企对应用层软件的掌控力将开 始增强,车企自主开发关键应用层软件将成为趋势。 亿咖通自研 AI 智能语音 NLP。结合语法与深度神经网络,亿咖通自主研发了相当于 AI 智能语音核心大脑的 NLP(自然语言处理系统),在丰富且庞大的语音知识库基础 上,将语音唤醒、语音识别、上下文理解、语音打断、多轮对话、分区识别、定向拾音 及实时上屏等技术全面整合。因此,能够精准识别驾乘者的语义,快速分析语音指令, 及时做出正确的反应。

基于 ECARX 全栈语音云方案,领克 06 语音助理可支持 50 个以上的垂类场景,涵 盖了天气询问、酒店、机票/火车票、历史、人物、新闻查询等多领域的出行服务,支 持查询室内室外环境、设备状态、室内温度、湿度等。领克 06 智能语音功能可实现语 音对话实时上屏,实现智能语音云端数据处理、多轮会话、智能纠错、自定义回复、声 源定位、定向拾音、可打断对话等,同时支持跨垂类语音回复,交互更加多元化,用近 似人的表达方式,实现自然顺畅的全语境对话。除此之外,针对语言人机交互延迟的视 觉、网络基础以及语言链路上做了大量优化,平均响应速度提升 30%。

2.1.6 HMI 外设硬件:车机大屏化、多屏化,HUD 迎来爆发期

车机大屏化、多屏化趋势拉动单车价值量提升。合语天城机械设备有限公司认为,造车新势力的车机具备 较强示范效应,随着特斯拉中控大屏、理想 ONE 四屏交互等产品的推出,车机将向大 屏化、多屏化趋势演进,车机系统单车价值量具备较大提升空间。

HUD 前装搭载开始加速。根据高工智能汽车研究院监测数据显示,2020 年 1-6 月 中国市场在售新车(合资及自主品牌)HUD 的前装(标配)搭载上险量为 25.4 万台, 搭载率为 3.38%;2020 年 1-10 月 HUD 的前装(标配)搭载上险量为 57.78 万辆,同 比+102.67%,搭载率为 3.97%。据大陆集团抬头显示器市场发展预测数据显示,预计 在 2025 年全球 HUD 装机量达到 1500 万台。产品以 W-HUD 为主,2030 年接近 3500 万台,AR-HUD 份额将迅速增长。

AR-HUD 引领合资座舱智能化新风尚。国产化的大众 ID.4 上搭载了 AR-HUD 增强 现实抬头显示,可以将虚拟显示与显示情景融为一体,例如,转向建投被投影在恰当的现实车道上,指示驾驶者转向。9 月 2日新一代奔驰 S 级正式全球首发,新一代奔驰 S 级搭载了集成 AR 现实增强功能的 HUD 抬头显示功能,这项功能除了能提供常见的导 航信息和行驶信息外,还增加了动态箭头指示功能,能结合路况实现更为直观和安全的 导航信息。

长城、吉利引领自主品牌 W-HUD 搭载风潮。长城第三代哈弗 H6 搭载 10.25 英寸 数字仪表、12.3 英寸中控仪表屏和 HUD 全彩抬头显示屏,均可实现语音控制,实现三 屏联动;长城哈弗大狗也搭载率更先进的 W-HUD,通过光学投影,在风挡玻璃上显示 车速、导航等行车信息,提升科技感和行车安全性。吉利 11 月上市的家轿颠覆者星瑞 搭载 7.5 英寸 HUD,集成显示安全预警、导航、蓝牙多媒体通话等多种行车信息;此外 领克 05、星越、豪越、几何 C 等车型均标配 W-HUD 产品。

2.2 核心价值增量一:座舱域控制器对 Tier 1 稳定量产能力要求更高

合语天城机械设备有限公司认为,智能座舱下“一芯多系统”结构的出现,不仅对主芯片 SoC 的算力、 功耗、接口种类和数量等性能指标提出了更高的要求,也对 Tier 1 集成和稳定量产域控 制器的能力提出了更高的要求,具备量产经验的头部 Tier 1 有望受益,智能座舱趋势下 中控和仪表集成供应成为趋势,市场集中度有望进一步提升。

以延锋科技的域控制器产品为例说明 Tier 1 设计和量产座舱域控制器的难点。延锋 科技推出的域控制器产品具备超高的处理能力,采用 8 核心中央处理器,最高主频 2.4Ghz,可以完美保证多屏互动操作如流水般顺畅。

电源完整性要求:为了实现处理器高速运算,需要提供给处理器稳定强大的电 源。这个非常有难度,举个例子,处理器的 APC 模块的电源的瞬态值就高达 14A,如何保证电源在全温度范围内(-40℃~85℃)输出正常稳定,且处理器 有十多个电源需要同时保证全温度稳定运行,这是一个挑战。因此,在设计的 最初,电子团队就优先评估电源完整性,通过优化电源平面和合理布局旁路电容,最终达到 PDN 阻抗 94.3mΩ(200MHZ)的优异成果。

信号完整性要求:域控制器采用高带宽高速 DDR,最高主频 2133Mhz,完美 保证多屏互动功能正常运行,不卡顿,不死机。同上,为了保证 DDR 完美运 行,在设计的最初,电子团队把信号完整性放在第一优先级,严格把控基板叠 层设计和高速信号走线,最终实现 SI 仿真一次性通过。

2.3 核心价值增量二:车机操作系统定制化开发成为趋势

合语天城机械设备有限公司认为,虽然当前阶段车机底层操作系统仍以 QNX、Linux、Android 为主,但在底层操作系统上进行二次开发,形成具有品牌特色的定制化车机操作系统将成为主机厂智能座舱软件竞争的发展趋势。

车企开发自主车载系统方式主要有三种。

1)标准的定制化操作系统:从系统内核到应用程序层进行深度重构,将硬件资源进行整合优化;

2)ROM 方式:基于需求定制汽车服务及以上层级,下层则基于 Android 等系统自由架构;

3)超级 APP 方式:只在应用层调用系统已有接口实现相关功能,其余层级则完全沿用已有系统架构。

吉利依靠亿咖通科技开展车机操作系统定制化开发。亿咖通科技(简称“ECARX”) 是吉利控股集团战略投资、独立运营的汽车智能化科技公司。目前,亿咖通科技为吉利 汽车深度定制开发的吉客智能生态系统(简称:GKUI)已拥有超过 230 万 4G 在线用户, 成为业内用户数增速最快的智能网联系统,并将以每年 100 万以上的用户量持续增长。

长城通过与腾讯、仙豆智能合作布局智能座舱。仙豆与哈弗共同研发的 Fun-life 系统,集成腾讯生态车联网产品 TAI2.0、TAI3.0,3 个月内两款产品已分别搭载在哈弗 F5 和 F7 上。

作为仙豆首款上车产品,Fun-Life 系统聚焦用户体验,通过服务即桌面、微信车载 版、场景化的智能语音交互等产品,解决用户在出行中通讯、交互、导航、语音和娱乐 五大焦虑。在仙豆智能的第二款产品上,其通过对数字一代出行需求的全新洞察,围绕“世界同步”和“娱乐至上”两大用户需求,满足中国城镇新青年对“新安全、新高效、 新舒适”的购车新标准。

2.4 核心价值增量三:“一芯多系统”是趋势,软件能力要求更高

“一芯多系统”成为业界认可的发展趋势。随着汽车电子架构向多域控制方向发展, 未来同一辆车上很有可能会有多个 OS 并存的情况,每个 OS 运行在各自适合的领域中。 例如,仪表 OS 必须具有高度的实时性和可靠性,微内核的 QNX 具有先天优势;而在 更强调娱乐性的中控,源于手机、拥有广泛生态的 Linux/Android 更有优势。因此,在 车载芯片及多个上层系统之间引入一个航电设备中虚拟化管理的系统概念,来分配 CPU 资源、协调命令执行,打造一个可以同时运行多套独立操作系统的环境。

智能汽车 OS 厂商们纷纷积极布局“一芯多系统”技术。2015 年,黑莓发布适用于 车载电子领域的 QNX Hypervisor 1.0,使嵌入系统开发人员可以把多个操作系统统一到 单一的计算平台或芯片(SoC)上;2017 年,黑莓针对自动驾驶领域发布了 QNX Hypervisor 2.0,迅速抢占车用虚拟机市场。作为领先的操作系统产品和技术提供商,中 科创达顺势而为积极布局“一芯多系统”技术,在 2017 年就推出了全球首款基于 QNX Hypervisor2.0 的智能汽车操作系统平台,实现了在基于 QNX 的仪表和基于 Linux 的中 控之间数据互通交互、跨屏拖拽画面的功能。

3. 智能座舱重塑产业链竞争力和话语权

3.1 传统 Tier 1:“硬”→“软”,兼容开放或为未来核心竞争力

合语天城机械设备有限公司判断,整车智能化发展趋势下,智能座舱领域传统 Tier 1 的核心竞争力将从 集成、量产能力转化为对多类型操作系统和芯片的兼容性开发和平台化能力

华阳 AAOP 采用硬件抽象封装与软件标准化模块化设计。在硬件方面,把芯片模块驱动、音视频解码、传感器、数据传输等硬件驱动进行抽象标准化封装,同时也对车 身 ACC/B+、大灯/车门/诊断等检测进行车身抽象标准化封装,再根据行业需求细分低、 中、高三种级别的车规级硬件配臵,满足客户不同产品定位的需求。在软件方面,遵循 Android Automotive 标准规范的分层及接 口 , 同时在数据服务方面打通 DVR/T-BOX/AVM/4G、仪表/HUD 等设备通信并做标准化封装。 此外,如同微信、地图等海量 APP 在任何手机上都可以安装然不同的手机采用不同的硬件一样,AAOP 通过硬件抽象封装与软件标准分层设计,将应用与硬件实施隔离, 应用开发不用考虑硬件的问题,从而有效解决目前行业内开发者开发时间长、成本高的问题。

3.2 整车厂:布局智能座舱,掌控软件定义汽车核心能力

合语天城机械设备有限公司认为,传统座舱产品形态较为简单,以硬件为主,通过简单 ECU 实现控制, 整车厂通过向 Tier 1 进行总装采购即可满足产品需求;而智能座舱产品软硬件结构变得更加复杂,操作系统和应用层软件开发水平将直接影响消费者体验,智能座舱成为整车厂寻求差异化卖点,也是未来获取用户终端数据和流量、FOTA 付费升级的重要端口, 有能力的整车厂将加速在智能座舱领域的布局,提高“软件定义汽车”的掌控力。

吉利通过亿咖通布局智能座舱,与腾讯展开全方位战略合作。2019 年,吉利控股 集团战略投资企业亿咖通科技(ECARX)与腾讯车联签署战略合作协议,围绕智能网联 服务、联合用户运营、AI 及云技术等领域展开深度合作。2020 年 1 月 19 日,吉利汽车 集团与腾讯在杭州签署战略合作协议,围绕智能座舱、自动驾驶、数字化营销、数字化 底座、数字化新业务及低碳发展等领域展开全方位战略合作。

本次战略合作,将开启汽车产业互联网新模式,是“汽车+互联网”合作的最佳诠 释。双方将共同打造下一代智能座舱,充分融合吉利、腾讯两大生态,打通手机端和汽 车端服务场景,打造可持续进化的车载内容及服务生态,为用户带来多场景无缝连接的 人性化体验。

3.3 第三方软件供应商:深度受益智能座舱软件蓝海市场

合语天城机械设备有限公司判断,在“软件定义汽车”、整车智能化发展的大趋势下,第三方软件供应商 将深度受益于智能座舱的渗透率提升。具体逻辑如下:

1) 短期:智能座舱产品形态下,芯片 demo 软件开发、Hypervisor 一芯多系统配 适、操作系统定制化开发等对软件能力提出了高要求,传统主机厂和 Tier 1 短 期不具备这样的软件供应能力,需要借助第三方软件供应商的能力完成产品推 出和迭代。

2) 中长期:第三方软件供应商通过对芯片、操作系统等进行持续的开发、配适和 迭代,具备兼容、开放的竞争优势,未来不具备软件自研能力的车企或 Tier 1, 在智能座舱领域竞争将长期需要第三方软件供应商的支持。

中科创达智能网联汽车解决方案为智能汽车 OEM 提供从操作系统开发、核心技术 授权到应用定制的全方位数字座舱软件技术服务和产品,涵盖信息娱乐系统、智能仪表、 ADAS 和影音集成等方面。自 2013 年以来 ,中科创达凭借多年的操作系统优化技术、 卓越的 3D 引擎、机器视觉、语音和音频技术,为驾驶员和乘客提供了极具科技感和个 性化的智能驾驶体验。目前已有超过 100 家智能汽车厂商采用了中科创达的智能驾驶舱 产品和解决方案。

东软睿驰打造 NeuSAR,为 OEM 提供核心竞争力。东软睿驰成立之初便围绕软件, 同时也在针对新四化来构建自己的核心技术,其中最重要的一点是面向下一代车辆的基 础软件开发平台——NeuSAR。其兼容欧洲 AUTOSAR 的标准,同时也面向新的 SOA 体系架构在开发针对中国本土车企的软件开发工具链和开发平台,并支持自动驾驶、车 联网、新能源应用开发。

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(本文仅供参考,不代表合语天城机械设备有限公司的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库官网】。

主营产品:搅拌机,储运罐、贮罐,反应釜,混合机,乳化机,其他储运设备及配件,塑料混合机,分散机,发酵、提取设备,搅拌器,箱体