汽车控制器产业研究：华为CCA架构带来国产域控制器崛起

强驴

2021-07-06 14:56·未来智库

（报告出品方/作者：东吴证券，黄细里）

1. 汽车 E/E 架构不断升级，华为 CCA 架构指引未来演变趋势

1.1. ADAS 功能升级导致算力需求提升

驾驶辅助功能快速提升，分布式架构向“功能域”集中式架构演进成为趋势。传统 分布式 ECU 在汽车电气化、智能化时代因为驾驶辅助功能快速的提升，面临着巨大的 挑战。

1）各个 ECU 之间算力无法协同，相互冗余，产生极大浪费；

2）大量的嵌入式 OS 及应用代码由不同的 Tier 1 提供，语言和编程风格迥异，导致难以统一维护和 OTA 升级；

3）分布式架构需要大量内部通信，导致线束成本增加并加大装配难度。因此，分 布式架构向“功能域”集中式架构演进成为趋势。

1.2. “软件定义汽车”背景下，整车 OTA 需要 SOA 架构升级

相较于传统汽车，整车 OTA 为汽车注入新的活力。在“软件定义汽车”时代，OTA （Over The Air）空中下载能够满足智能汽车软件快速迭代的需求，避免传统汽车每次更 新都需要去 4S 店，从而导致效率低下的问题。通过它可以不断给客户开启新的功能， 不断优化产品体验，吸引客户。

传统分布式 ECU 软硬件架构，整车 OTA 效率低下。在传统的分布式 ECU 架构下， 有以下几个问题：1）ECU 众多，且由不同的供应商进行开发，软件框架不同，外部开 发者难以对 ECU 进行编程更新。2）通过 CAN/LIN 总线进行通信，信号收发关系和路 由信息静态固定，各 ECU 周期性发出各种信号，通过网关进行转发，若更新信号配置， 需要同步修改网关配置。3）控制器之间信号嵌套，单个控制器升级需要将所有信号相关 控制器全部升级，工作量指数上升。

为实现“软件定义汽车”，SOA 架构成为新的趋势。SOA(Service-Oriented Architecture) 面向服务架构，是一种架构设计思想，将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这 些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。简单来说，SOA 要求各个控制器将自己的 能力以服务的方式提供出来，不同的服务以原子化的方式存在，互相之间能够进行动态 的订阅/发布关系。

在中央计算电子电气架构下，通过以太网通信方式，把各个控制器提 供的功能按照服务的维度进行拆解成原子状态，再重新组合实现不同的组合服务或者流 程服务。其优点包括： 1）软硬件分离，降低开发难度；2）灵活部署软件，功能重新分 配；3）服务间低耦合，互相无依赖，易于维护；4）服务间通信接口标准化，不依赖于 平台实现功能。并且能够在硬件可升级的前提下，通过硬件升级来拓展原子服务的功能 范围，比如增加流媒体后视镜硬件，增加了流媒体后视镜服务，就可以将流媒体后视镜 服务与倒车影像服务结合，将倒车影像在流媒体后视镜上呈现出来。

框架标准/硬件架构/通信协议配合实现 SOA 架构升级。SOA 在互联网 IT 行业有较 成熟的应用，但因为框架标准、硬件架构以及通信协议等方面的原因，SOA 架构理念之 前在汽车行业未能得到较广泛的推广。在智能电动化趋势下，逐渐成为整车架构下一代 的升级方向。

1.3. 框架标准增加：AUTOSAR 联盟推出 Adaptive AutoSAR 标准

AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)是一个由整车厂，零配件供应商， 以及软件、电子、半导体公司合起来成立的组织。其成立于 2003 年 7 月，核心成员由 宝马、戴姆勒、大陆、西门子、大众、丰田、福特、PSA、博世 9 家公司构成。它为汽 车 E/E（电子电气系统）架构建立了一种开放式的行业标准，以减少其设计复杂度，增 加其灵活性，提高其开发效率。成立至今的近 18 年时间里，得到了越来越多的行业认 可。其目标主要有三个：1）建立分层的体系架构；2）为应用程序的开发提供方法论； 3）制定各种应用接口规范。

1.3.1. Classical AUTOSAR 标准面向传统 ECU

在最初的汽车 ECU 开发中，存在着几大痛点：

1）传统的汽车 ECU 的嵌入式系统 不支持硬件抽象；

2）分布式 ECU 由不同的供应商提供，采用不同的软件代码，互相之 前通信困难并且软件可移植性差；

3）软件复用性差，而车辆的寿命往往长于 ECU 的寿 命，当硬件更换后，软件往往需要推倒重写。

基于以上痛点，AUTOSAR 联盟推出了 Classical AutoSAR 标准，将 ECU 的开发流 程、文件交换格式以及内部的代码规范和书写进行标准化。通过建立不同的软件层级， 将硬件接口抽象化、驱动程序抽象化、操作系统抽象化，最终通过 RTE 中间件来实现上 层应用之间、应用与底层软件之间以及不同 ECU 的上层应用之间通信。

AUTOSAR 将软件分为四层，最上层是 Application（应用层），接下来是 RTE 层、 基础软件层（BSW）和微控制器硬件层，其中 BSW 层又进一步细分成：1）控制器抽象 层（MCAL）；2）ECU 抽象层；3）服务层；4）复杂驱动层。

MCAL 的功能是设置硬件驱动，将控制器、内存、通信、I/O 口等硬件功能的驱动 进行设置，屏蔽不同的芯片资源；其上的 ECU 抽象层，给控制器抽象层提供抽象接口， 屏蔽具体的控制器的型号；服务层是 BSW 的最高层，主要运行标准化的操作系统，提 供计时器、状态管理等服务；复杂驱动层为某些高要求的应用提供直接与硬件交互的通 道，如发动机爆震控制、曲轴转角控制、节气门控制等等。

运行环境 RTE 是 CP 标准的核心组成部分，它是虚拟功能总线（Virtual Function Bus， VFB）的接口具体的实现，为应用程序组件通信提供基本服务。在应用层中各个组件之 间不允许直接通信，由 RTE 封装好下层通信基础软件之后，为上层应用层提供通信所需 API 接口。RTE 可以实现的功能：1）应用层软件组件（SW-C）之间通信；2）应用层 SW-C 与 BSW 之间的通信；3）不同 ECU 的 SW-C 之间的通信。

应用层由多个模块化的软件组件(SW-C)组成。每个 SW-C 都封装了各种应用的功能 集，用于实现汽车控制的功能。与非 AUTOSAR 架构的车载软件不同的是，由于通过 RTE 将 SW-C 与底层硬件和操作系统等完全的解耦，SW-C 不依赖硬件，即使搭载于不 同的 ECU 之上，代码依然可以被重复利用。

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1.3.2. Adaptive AUTOSAR 标准面向高性能 ECU

Classical AutoSAR 标准(CP)解决了传统的嵌入式 ECU 开发的需求，但是在汽车智 能化时代，高级自动驾驶功能需要在车辆上引入高度复杂和计算资源需求量大的软件， CP 标准无法满足 ADAS 控制器相关的需求。于是，在算力大幅提升的需求拉动，和以 太网技术发展&多核异构高性能处理器技术的驱动下，AUTOSAR 联盟推出满足面向服 务 SOA 架构的第二个软件标准：Adaptive AutoSAR（AP）。

AP 不是原有 CP 的升级版本，而是运用 SOA 架构设计思想，面对汽车更加复杂的 功能需求推出的新标准。两者相比，首先 AP 可以适配 64 位及以上的高性能芯片，而 CP 只能适配 32 位及以下微控制器；其次 CP 中的 RTE 仅支持静态通信，在程序发布时 已经确定通信源和目标，不支持通信的动态重新配置，通信协议主要是“面向信号”的 LIN/CAN 架构。而 AP 中的通信模块 ara::com 为 Application (服务)间的通信提供接口， 并且其自身包含的 SOME/IP 通信协议属于“面向服务”架构，支持服务发现、数据的动态 发布/订阅机制，从而能够实现不同的应用像电脑上的软件一样动态升级、卸载。

AP 具有如下的特点：1）软实时性，具有毫秒级的最后期限，即使错过最后期限也 不会造成灾难后果；2）具有一定的功能安全要求，可以达到 ASIL-B 或更高；3）更适 用于多核动态操作系统的高资源环境。因此与 CP 相比，虽然 AP 实时性有所降低，但 在保证一定功能安全等级的基础上，大大提高了对高性能处理能力的支持，以支持智能 互联应用功能的开发。

1.4. 硬件架构/通信协议升级：CAN/LIN->以太网，面向信号->面向服务

1.4.1. 数据传输速度需求推动车身网络向以太网进化

自动驾驶需要以更快速度采集并处理更多数据，传统汽车总线无法满足低延时、高 吞吐量要求。随着汽车电子电气架构日益复杂化，其中传感器、控制器和接口越来越多， 自动驾驶也需要海量的数据用于实时分析决策，因此要求车内外通信具有高吞吐速率、低延时和多通信链路。在高吞吐速率方面，LIDAR 模块产生约 70 Mbps 的数据流量， 一个摄像头产生约 40 Mbps 的数据流量，RADAR 模块产生约 0.1Mbps 的数据流量。若 L2 级自动驾驶需要使用 8 个 RADAR 和 3 个摄像头，需要最大吞吐速率超过 120Mbps， 而全自动驾驶对吞吐速率要求更高，传统汽车总线不能满足高速传输需求。

集带宽更宽、低延时等诸多优点的以太网有望成为未来车载数据传输骨干网络。车 载以太网（Ethernet）是汽车中连接电子元器件的一种有线网络，具有带宽较宽、低延时、 低电磁干扰、低成本等优点。传统以太网在 1990 年就已经发布，需要 2-4 对双绞线进行 传输，且抗电磁干扰能力较弱，难以在汽车上大量推广，宝马率先应用以太网技术，在 2008 年的宝马 7 系上，装备了一条从 DLC 诊断端口到网关的 100Base-Tx 以太网，用于 诊断和固化软件更新。

2011 年，Broadcom(博通)、NXP、BMW 成立 OPEN Alliance 联盟，到目前已经有 500+成员。2015 年首个车载以太网规范 100Base-T1 发布，仅需要一对双绞线进行传输， 可以减少 70-80%的连接器成本，减少 30%以上的重量，并且能够有效的满足车内 EMC 电磁干扰的要求。随着 1000Base-T1 以及更高带宽 NGBase-T1 以太网标准的不断推出， 以太网有望成为未来智能汽车时代的车载主干网络。

1.4.2. “面向服务”通信协议，支持 SOA 架构升级

SOME/IP 面向服务通信协议，支持 SOA 架构升级。随着以太网不断的普及， SOME/IP (Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP)概念开始引入车载网络通信领域， 它 2011 年由 BMW 集团推出，是车载以太网的通信中间件，位于 OSI 7 层模型的第 5 层，并于 2013 年被纳入 AUTOSAR 4.1 规范中。传统的 CAN/LIN 总线为主的车载网络 中，通信过程是面向信号，其信号的发送是根据发送者的需求，不会考虑接收者是否有 需求。而 SOME/IP 则不同，它在接收方有需求的时候才会发送，这种方法优点在于总 线上不会出现过多不必要的数据，降低负载。

在 SOME/IP 协议和以太网的支持下，通信架构和协议支持面向服务的 SOA 架构升 级，将各种控制算法、显示功能等应用程序抽象为“服务”，并通过 API 接口和中间件 （Middleware）使得所有有需求的任务都可以对其进行访问。

1.5. 算力需求+SOA 架构推动“功能域”集成，“Zone”区域控制成为重要组成

控制器“功能域”集中成为趋势。在原有的分布式电气架构下，因为汽车智能化功 能不断提升导致 ECU 数量不断升级，线束带宽及重量难以支撑继续扩张，且分布式 ECU 功能相对简单，设计资源有限，无法支持 SOA 架构下新增功能持续升级和消耗，因此 控制器“功能域”集中成为趋势。

就近接入，扩展灵活，“Zone”区域控制成为整车网络重要组成部分。在“功能域” 集中的基础上，通过 Zone 区域控制器对全车的设备进行就近接入，能够更好的实现硬 件的扩展，减少整车线束长度及成本，成为整车电子电气架构中重要的组成部分。

1.6. 华为推出“计算+通信”CCA 架构，“功能域”+“区域”集中指引发展趋势

1.6.1. 主流车企量产车型推进“功能域”集成，特斯拉率先实现“区域”集成

主流量产车型延续博世 E/E 架构路线，推进“功能域”控制器集成。主流车企量产 车型正在从分布式架构向“功能域”集中架构演进，将智能驾驶、智能座舱以及车身域 控制器分别集成。但整车之间通信仍然通过 CAN/LIN 等传统总线进行。如大众 MEB 平 台以及长安 CIIA 电子电气架构等。

特斯拉率先实现 E/E 架构变革，实现区域控制器集成。特斯拉在自动驾驶域控制器 和智能座舱域控制器集成的基础上，率先进行区域控制器集成，将车身控制器划分为左、 前、右三部分，节点就近接入，并集成部分 ECU 功能，但控制器之间仍然采用传统汽 车 CAN/LIN 总线进行连接。

1.6.2. ICT 技术积累推出 CCA 架构，华为实现电子电气架构最新变革

自身的 ICT 技术为积累，推出 CCA 架构为基础的全栈式解决方案。华为推出全栈式智能汽车解决方案，其中底层的基础是“计算+通信”为核心的 CCA 架构，CCA 架构用 以太环网作为车载通信主干网络，实现了“功能域”+“区域”的集成。

以太环网+VIU 区域控制器构建车内通信架构。整车网络架构设置 3-5 个 VIU，相 应的传感器、执行器甚至部分 ECU 就近接入，实现电源供给、电子保险丝、I/O 口隔离 等功能。VIU 之间通过高速以太网的环形网络进行连接，确保整车网络高效率和高可靠。

基础通信架构+三大域控制器，构建 CCA 架构。在整车通信架构之上，设置智能座 舱域控制器 CDC、智能驾驶域控制器 MDC 和整车控制器 VDC，共同完成娱乐、自动 驾驶、整车及底盘域的控制。

通信领域丰富经验，助力构建以太网通信方案。以太网速率远超传统汽车总线网络， 华为在以太网应用领域有丰富的经验，根据前瞻产业研究院数据，2019 年华为以 39%的市场份额稳居国内以太网交换机市场第一，能够实现网络 0 丢包及数据 μs 级延时，易 于实现整车以太网络搭建及 VIU 区域控制器功能。

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2. 全新电子电气架构下，整车的控制器发展趋势如何演变？

2.1. 控制器（ECU）：功能控制核心，协助实现各项功能

功能控制中枢，处理输入信号实现功能控制。汽车控制器是实现整车功能控制的关 键器件，一般由 MCU、电源芯片、通信芯片、输入处理电路、输出处理电路等构成，通 过对各类传感器信号、开关信号以及控制信号的处理，来对阀、电机、泵、开关等执行 机构进行控制。

通过整车微控制器能够实现的功能包括：接收信号并解析、逻辑判断、网络通信、 故障诊断和处理、设备地址识别等等。

2.1.1. 整车电子电气功能升级，ECU 数量不断提升

微控制器在传统的车辆中为分布式架构，每增加一个功能需要增加一个 ECU。随着 整车电子电气功能的不断升级，ECU 的数量在不断提升。根据 Strategy Analytics 的数据 显示，目前汽车平均采用约 25 个 ECU，但是高端型号 ECU 数量已经超过 100 个。不同 的 ECU 之间，主要采用 CAN/LIN 总线对其进行连接，近年来汽车中 CAN/LIN 总线节 点的数目在不断提升，其中 LIN 总线节点 CAGR 约为 17%，CAN 节点的 CAGR 约为 13%。

以数据诊断接口为中心，分布式 ECU 架构通过不同速率的总线系统将不同的 ECU 进行连接，从而实现不同的功能。

2.1.2. 信号复杂度+控制难度不同，控制器价值量有所区别

信号处理+输出控制难度提升，控制器复杂度不断升级。

1）简单驱动控制器：以油 泵控制器为例，仅需要接收非总线信号并驱动执行机构，价值量约为 10-20 元；

2）拥有 总线诊断通信功能的控制器：以鼓风机控制器为例，需要通过 LIN 总线通信，并拥有诊 断功能，价值量约为 40-50 元；

3）实现较为复杂功能控制器：以车灯控制器为例，需要 通过 CAN 总线通信，拥有诊断功能，并需要对冷却风扇、调节电机、灯光进行控制的 较复杂控制器，价值量约为 80-100 元；

4）实现复杂功能控制器：以车身控制器/发动机控制器为例，接收多种信号输入，通过计算决策对于多个执行机构进行控制输出，并拥 有诊断功能，是分布式架构下最复杂的控制器，价值量约为 200-400 元。

2.2. 全新电子电气架构向“功能域”集中，带来域控制器需求提升

“软件定义汽车”时代，需要大算力控制单元。不同于以往的分布式电子电气架构， “软件定义汽车”时代，整车硬件架构向以太网+SOA 架构升级，大算力+软件快速迭代 需求推动分布式 ECU 向域控制器集成。在中央控制计算单元出现之前，整车控制单元 被划分为自动驾驶域控制器/智能座舱域控制器/车身域控制器以及底盘域控制器等。

2.2.1. 自动驾驶域控制器：单车价值量最大

自动驾驶域控制器是功能更新最快，也是最具有集成意义的控制器。通过对摄像头、 超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等传感器信号的融合处理，结合高精地图和导航等 信息，做出自动驾驶决策，并输出整车控制指令。

奥迪 zFAS 引领行业变革，强大运算核心支持首个“域集成”控制器。奥迪是全球 首个实现“域集成”控制器架构的厂商，2018 年推出的奥迪 A8，将所有的驾驶辅助 ADAS 系统中相互分离的 ECU，如自动泊车、车道保持、自适应巡航功能等均融合进入自动驾 驶域控制器 zFAS。其由四块芯片构成，分别是 Mobileye 的 EyeQ3（外界图像感知）、英 特尔的 Cyclone V（传感器数据融合）、英飞凌的 Aurix TC297T（主控通信处理）、英伟 达的 Tegra K1（全景图像融合），四块芯片各有侧重，由德尔福提供硬件集成，TTTech 提供软件开发。zFAS 实现自动驾驶域集成，其余底盘+安全、动力、车身、娱乐四大域 仍然采用分布式架构。

自动驾驶域控制器对于 AI 芯片的算力要求很高，目前一线供应商为英伟达、 Mobileye、华为；二线供应商包括高通、地平线等。国际 Tier 1 开始加速推出自动驾驶 域控制器，如安波福、伟世通、大陆等。国内自主企业也开始推出自身的域控制器产品， 较为典型包括德赛西威采用英伟达 Xavier 芯片方案，给小鹏 P7 车型提供 IPU03 自动驾 驶域控制器，以及华为北汽极狐 αS Hi 版提供 MDC 810 自动驾驶域控制器。

2.2.2. 智能座舱域控制器，不涉及行车安全，集成先行

汽车座舱升级分为几个阶段。

1）60-90 年代为机械时代，座舱产品主要包括机械式 仪表盘及简单的音频播放设备，功能结构单一，基本都是物理按键形式，可提供的信息 仅有车速、发动机转速、水温、油耗等基本信息；

2）2000-2015 年为电子化时代，随着 汽车电子技术的发展，座舱产品进入电子时代，装置仍以机械仪表为主，但少数小尺寸 中控液晶显示开始使用，此外也增加了导航系统、影音等功能，为驾驶员提供较多信息。

3）2015 年开始进入智能时代，以大尺寸中控液晶屏为代表率先替代传统中控，全液晶 仪表开始逐步替代传统仪表，中控屏与仪表盘一体化设计的方案开始出现，少数车型新 增 HUD 抬头显示、流媒体后视镜等，人机交互方式多样化，智能化程度明显提升。但 现阶段大部分座舱产品仍是分布式离散控制，即操作系统互相独立，核心技术体现为模 块化、集成化设计。一芯多屏、多屏互融、立体式虚拟呈现等技术开始逐步普及，核心 技术体现为进一步集成智能驾驶的能力。

目前智能座舱域控制器主要目的是将分别呈现的液晶仪表、液晶中控、HUD、流媒 体后视镜等显示端进行“功能域”集中统一控制，实现“一芯多屏”等功能。国内外 Tier1 厂家纷纷推出智能座舱域控制器产品，包括伟世通的 SmartCore，搭载在广汽埃安 LX 上；德赛西威最新的一芯双屏座舱域控制器产品，已搭载在奇瑞品牌上；延锋科技座舱 域控制器，已经搭载在智己上等。

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2.2.3. 车身域控制器，进一步集成 BCM 功能

车身域控制器就是 BCM(Body Control Module)的进一步集成产品，传统的 BCM 将 天窗、车窗、车门锁、车内灯光、座椅、电动尾门、车灯、雨刮、PEPS（无钥匙进入和 启动）等功能的控制进行了集成。

特斯拉作为汽车电子电气架构升级的先锋，在 2019 年推出的 Model 3 上率先对其 电子电气架构进行了革命性的变革，不仅将驾驶辅助+影音娱乐进行了双域融合，同时 也将车身域相关的控制器进行了“区域”集成，通过左（RCM_LH）、前(RCM_FH)、右 (RCM_RH)三大域控制器不仅将原车身域中车窗、车门、座椅、门锁、灯光、雨刮等功 能开关进行了集成，更将空调、热管理、EPB 等模块进行了集成，并按照就近原则对节 点进行接入，有效的降低了整车的线束长度、重量、成本以及布线的难度。

车身域控制器的主要功能包括传统 BCM 功能、PEPS（无钥匙进入和启动）、车窗 控制、天窗控制、空调模块、座椅模块等。我们认为未来能够在车身域控制器领域能够 胜出的 Tier1 应该具备以下几个方面的特征：

1）有较强的传统 BCM 开发的经验；

2） 能够独立的开发车窗及空调模块；

3）较强的硬件集成能力；

4）软件架构能够符合时代， 最好有 AUTOSAR、SOME/IP 等相关的开发经验；

5）芯片保供能力（公司营收规模）。

2.2.4. “底盘域”控制器集成需求，为自主底盘控制执行单元带来机会

电动智能化时代，底盘控制全面转向线控。电动智能车因为真空源缺失、能量回收 需求、控制灵敏度升级等多种原因，底盘执行单元全面转向 X-By-Wire(线控技术)，除电 机驱动之外，主要包括线控制动及线控转向功能。

相较于传统的底盘执行机构，线控单元单车价值量有明显的提升，线控制动 OneBox 方案单车价值量约为 2000 元，线控转向方案单车价值量约为 3000 元。较传统的底 盘执行机构价值量均提升了一倍左右。

底盘执行机构向线控单元升级，多路径实现制动和转向功能。在传统底盘执行单元 升级成线控单元后，制动和转向功能能够通过多路径实现，以制动功能为例，实现目标 减速度可以通过驾驶员主动制动、ESC 主动建压、电子手刹 EPB 以及动能回收等路径 实现。因此将底盘执行的所有功能集中在更上层的底盘域控制器上进行统一控制，成为 提升整车控制效率的发展趋势。

涉及安全难以实现国产化替代，底盘域控制器集成带来新的机会。底盘执行单元供 应商主要是全球头部 Tier1，因为涉及安全，很难有主机厂愿意对其进行国产化替代。但 在底盘域集成趋势下，需要更加开放的供应商来实现底盘域驱动+制动+转向算法的集成， 这也为国内的底盘执行单元厂商带来了新的机会。

2.3. “Zone”区域控制器出现，机电一体化产品向智能执行器演变

在华为推出的CCA电子电气架构中，3-5个车辆接口单元VIU(Vheicle Interface Unit) 成为整车高速环网中重要的节点。在这套架构中，分布在车身四周的传感器、执行器以 及 ECU 可以就近接入 VIU，VIU 可以实现以下几个方面的功能：

1）电源供给：传感器、 执行器以及 ECU 能够就近接入区域控制器，从而获得电源供给。

2）电子保险丝：作为 电源分配的枢纽，区域控制器可以取代传统继电器保险丝的作用，特别是当电池电力不 足的时候，可以针对性的关闭一些不重要的功能，并在短时间内承受峰值负荷，从而降 低导线直径；

3）将 I/O 口与计算单元隔离：每个传感器及执行器根据位置连接到本地 区域控制器，由区域执行器执行数据转换和汇总，并将其放到连接的以太网络上，通过 这种方式将 I/O 口从实际计算中抽离出来，便于软件抽象化以及硬件插拔增减；

4）集成 ECU 功能：将部分 ECU 的功能集成至区域控制器中，进行简单边缘计算，提高信息处 理效率，如 HAVC 系统中的鼓风机控制器、音频控制等。

对于“ZONE”区域控制器来说，会吸收车辆物理布置区域中的所有输入输出 I/O 接 口，无论什么样的功能都可以使用安全可靠的高速以太网络连接，保证数据的有效性。 任何的 I/O 口都可以通过“虚拟化”接入，物理的位置被抽象成服务。

现有情况下，ZONE 域控制器采用标准化软件模块，兼容现有的 ECU 网络，通过 CAN/LIN 总线等与 ECU 节点连接，将其发送的数据转换成以太网络格式数据放入整车 网络中。随着 ZONE 控制器逐渐的发展，未来会逐渐整合其它 ECU 功能，主要的目的 是使得其功能更加强大，并减少 ECU 的数量。从华为测算的结果来看，一台 30 万左右 的车型，采用 CCA 架构后可以节省差不多 26%的 ECU 数量（38->28 个），线束长度从 3.2 公里减少到 2.6 公里，节省 17%，线束成本从 3000 元降低到 2500 元，节省 19%， 减重 7 公斤左右。

长期来看，在区域控制器架构下，ECU 功能被逐渐上提到 ZONE 区域控制器或者 更上层的域控制器中，ZONE 控制器自身连接的各部件主要为智能传感器和智能执行器， 如电动水泵、电磁阀、雨刮等传统的机电一体化产品，其自身控制器只需要关注驱动和 诊断功能，变得更加标准化。

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3. 电动智能化趋势下，域控制器和执行端控制器同步增长

电动智能化趋势下，一方面因为自动驾驶和智能座舱的需求以及整车电气架构向 SOA 的升级会带来几大域控制器以及区域控制器渗透率的不断提升。另一方面电动智 能化的应用会驱使执行端微控制器数量不断上升，类似车灯控制器、电动水泵控制器、 电磁阀控制器、电动压缩机控制器以及线控底盘控制器等持续提升。控制端与执行端控 制器的需求将共同推动控制器市场规模增长。

3.1. 电气架构升级+智能功能推进，域控制器 1-2 年内加速渗透

域控制器的渗透速度首先取决于整车电气架构的更新速度，其次取决于 L2.5 以上 高级别自动驾驶功能和智能座舱功能的需求。整车电子电气架构升级可以推动所有域控 制器渗透率提升，而高级别自动驾驶功能和智能座舱功能的需求提升，可以推动主机厂 对部分区域电子电气架构进行升级从而适应自动驾驶域控制器和智能座舱域控制器的 需求。

根据统计，主流主机厂未来 1-2 年新一代电子电气架构均计划落地，如宝马 iNext 架构首台量产版 ix 定于 2021 年底上市；吉利 SEA 浩瀚架构于 2021 年极氪 001 首发搭 载；奔驰 EVA 纯电架构首台量产轿车 EQS 于 2021 年 8 月上市；丰田基于 e-TNGA 架 构的首台车 BZ4X 于 2021 年 4 月上海车展发布；长城搭载新一代 GEEP3.X 架构的摩卡 于 2021 年 1 月发布；上汽集团智己汽车搭载新一代电子电器架构，将于 2021 年底上 市；东风岚图将于 2022 年推出自主研发 SOA 架构。

智能化功能渗透率+电动智能车渗透率提升推动控制器市场不断增长。根据我们自 建的明星电动智能车渗透率数据库（采用 30 款电动明星电动车型，销量占 10 万元以上 电动车85%以上，能够在一定程度上体现智能化目前的渗透率水平，2020年1月-至今）， 其中造车新势力 L1-L2 级别自动驾驶功能渗透率达到 70%以上，传统车企渗透率明显低 于造车新势力，智能座舱+自适应远近光灯渗透率传统车企依然落后于造车新势力，竞 争压力下，传统车企智能功能渗透率有望快速提升。且电动车销量整体渗透率稳步提升， 从 2019Q4 的 2.7%提升至 2021 年 5 月的 12.2%。未来控制器市场有望随着智能化功能 渗透率提升+电动智能车渗透率提升增加。

据我们测算，域控制器市场规模在 2025/2030 年有望达到 1087/2307 亿元。其中

1） 自动驾驶域控制器：根据《智能网联汽车技术路线 2.0》规划，2025 年 PA(L2)级别、CA （L3）级别智能网联汽车销量占比超过 50%，随着新一代电子电气架构普及，假设自动 驾驶域控制器渗透率为 20%。2030 年 PA(L2)级别、CA（L3）级别智能网联汽车销量占 比超过 70%，HA（L4）级别智能网联汽车销量占比达 20%，假设自动驾驶域控制器渗 透率为 50%。市场规模达到 468/1240 亿元。

2）智能座舱域控制器：渗透率高于自动驾 驶域控制器，2025/2030 年渗透率达到 50%/100%，2025/2030 年市场规模达到 292/620 亿元。

3）车身域控制器：随着新一代电子电气架构普及，2025 年从 BCM 升级到车身 域控制器，单车价值量达到 1000 元，2030 年下降至 800 元。2025/2030 年市场规模达到 234/198 亿元。

4）底盘域控制器：与自动驾驶域控制器渗透率同步，集成制动/转向算法 后价值量提升，2025/2030 年渗透率达到 20%/50%，市场规模达到 94/248 亿元。

3.2. 智能化升级，新增功能带动控制器需求提升

整车的智能化升级，带来整车电子系统成本占比不断提升，根据德勤测算，2030 年 汽车电子占汽车成本比例有望达到 45%。其中智能车灯、智能底盘等方面的价值量提升 较大。

3.2.1. 智能大灯

受益于车灯功能的不断提升，从卤素大灯->氙气大灯->集成式 LED 大灯->矩阵式 LED 大灯->激光大灯->像素大灯，功能愈加复杂，控制器要求越来越高。最初的卤素大 灯无需控制器，氙气大灯需要镇流器进行点亮，LED 大灯需要控制器进行电流和温度监 控，自适应大灯需要对电机、散热风扇进行控制，激光和像素大灯控制器功能更加多样， 难度和价值量进一步提升。

3.2.2. 底盘电子

最初底盘领域的汽车电子产品仅有纵向控制 ABS 防抱死系统，后续升级成为纵向 及横向控制车身动态稳定系统 ESC，随着自动驾驶功能的普及，执行层所需要的线控制 动以及线控转向功能持续升级。最初的 ABS 单车价值量仅为 200-300 元，线控制动 OneBox 方案单车价值量约为 2000 元，线控转向方案单车价值量约为 3000 元。

底盘电子技术门槛较高，控制算法复杂且需要丰富的开发经验，主流供应商均为国 际主流 Tier1 如博世集团（Bosch）、大陆集团（Continental）等，国内供应商如伯特利、 拓普集团等底盘产品国产化进度缓慢。底盘域控制器的出现，控制算法向上集成的需求 给国产供应商新的进入机会。

3.3. 电动化升级，智能执行器需求提升

汽车动力源从发动机向新能源转化的过程中，发动机附件所需要的动力源缺失，机 械式水泵、空调压缩机等零部件，需要升级成为电动水泵、电动压缩机来继续实现。同 时，因为对于控制更加精准化的要求，如热管理系统对乘员舱及电池温度控制等，促使 电机控制器需求不断提升，而“Zone”区域控制器的出现，将控制功能上收，相关电机控制器逐渐成为智能执行器，专注于驱动功能和诊断功能，成为标准化的零件。

目前单车约有 50 个左右的智能执行单元，未来随着电动化以及精准控制需求不断 提升，根据我们测算，到 2030 年单车约有 80 个左右标准化的智能执行器。2020/2025/2030 年的市场空间为 202 亿/274 亿/318 亿元。

综上所述，全新电子电器架构下汽车控制器主要分为自动驾驶/智能座舱/车身域/底盘域四大域控制器，以及底盘执行机构+智能执行器几大类别。