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汽车电子电气技术革新使商业模式重塑 四大核心技术趋势呈现

2021-02-10 09:30:12来源:中国汽车报网  

“如果车企和零部件供应商不关注软件和数据,则会丧失这部分利润,以及基于相关服务、10倍于传统硬件净利润的可持续利润,由此增加沦为代工厂的概率。”罗兰贝格全球高级合伙人兼大中华区副总裁方寅亮、合伙人吴钊(以下简称“罗兰贝格研究团队”)对《中国汽车报》记者表示。

日前,全球知名咨询公司罗兰贝格发布汽车电子革命系列白皮书,第一期围绕四大相关核心技术趋势展开论述。根据研究,汽车电子电气技术革新正在带来价值链、竞合关系及商业模式的重塑。

汽车架构将是数字化系统

《中国汽车报》:你们对“新四化”有了更进一步的定义——M.A.D.E(来自移动出行、自动驾驶、数字化、电气化英文首字母),依据是什么?

罗兰贝格研究团队:通过大量项目积累,我们对汽车“新四化”进行了内部的定义,与目前普遍认可的为电动化、智能化、网联化和共享化趋势基本相同,但也有些区别。罗兰贝格用移动出行对应共享化,因为在我们看来,共享化不仅仅是涉及人,还包括货物、物品,应该说是一种移动的共享。

自动驾驶和数字化这是智能网联汽车技术趋势,罗兰贝格从另外的角度进行了拆分。智能驾驶领域相对来说是一个比较独立的生态,从宏观层面来看,智能驾驶跟车路协同、智慧城市的建设存在联动;从微观层面来看,智能驾驶技术内部从感知层到执行层,必然带动更广泛的参与,包括但不限于底层技术架构、激光雷达等企业。基于这一角度,我们把自动驾驶这部分看作独立的生态单独列出。

数字化与网联化趋势存在一定的差异,数字化的发展应该通过与传统机械架构对比进行认知,而不仅仅是单纯的汽车网联化或智能化。传统的整车可以看作机械工业产品,而未来汽车架构很大程度将成为数字化的数据系统,包括智能座舱、车联网以及各种软件定义带来的新内容。

电气化带来价值增长空间

《中国汽车报》:根据罗兰贝格的预测,汽车电子电气相关的物料清单(BOM)价值(不含动力电池与电机),将从2019年的3145美元(豪华品牌L1级自动驾驶汽油车)提升至2025年的7030美元(豪华品牌L3级自动驾驶电动汽车)。应该怎么理解这种价值提升?

罗兰贝格研究团队:尽管传统燃油车动力电子相关BOM会有约400美元的成本降价,但动力电池管理系统与电驱动相关软硬件的电气化也带来了较大的价值增长空间。

第一,整车企业不断将成本压力向上传递,对零部件供应商来说,原来的利润空间持续缩小。但激光雷达、芯片等新产品短时间内还不能规模量产,这些智能化汽车零部件的配备,重新构造了足够的利润空间。

第二,汽车后市场的利润变得更大。传统燃油车需要定期保养,这是一部分可观的利润,但智能网联汽车的出现,催生了OTA服务,这可以看作是内容消费,创造了整车架构之外新的利润来源。

第三,由于后续有了OTA,汽车的价值将更难评估。原来,汽车生产出来就是一个完整的产品,但OTA为汽车创造了可持续的价值增量,这部分很难计算在原有利润空间之内。同时,由于OTA还存在一定的安全性隐患,相关部门开始加强对OTA的监管,从业态治理角度来说,也出现了新的变化。

四大核心技术趋势呈现

《中国汽车报》:你们提出的汽车电子电气革命四大核心技术趋势,具体是指什么?

罗兰贝格研究团队:第一个趋势是电子电气架构(EEA)的进化。我们认为EEA的发展整体会经历三大阶段——分布式架构、基于域的集中式架构和基于域融合的带状架构。目前,EEA的发展正处于由第一阶段向第二阶段转型的过程中,其显著特征表现为:一是,传动控制单元(DCU)的出现使电子控制单元(ECU)标准化且数量大幅减少,并直接带来“降本”和“增效”;二是,智能传感器/执行器数量增加;三是,软件开始独立于硬件,但并未完全分离;四是,中央网关与各个域之间可通过以太网通讯。等到第三阶段,EEA将会实现软硬件完全分离、算力大大提升,并且基础软件平台+功能独立+高性能计算机(HPC)的配置,可能带来任何形式、数量的功能及服务的规模化呈现。

第二个趋势是软件革命。作为未来物联网(IoT)的终端之一,汽车将成为“轮子上的电脑”。一方面,架构需从“信号导向”转为“服务导向”实现端到端的架构;另一方面软件将实现工业化生产,通过对软件组件的标准化、结构化运用,实现项目的快速开发。

第三个趋势是计算芯片的分化。计算芯片将呈现自动驾驶高性能芯片的定制化和芯片的长期融合与兼容。定制的专用集成电路ASIC(特定用途集成电路)将大大提升车载信息的数据处理速度,同时多核SoC+MUC兼顾安全的方案也将成为未来主控芯片的主流;此外,负责不同域的芯片架构将呈现兼容与融合趋势。

第四个趋势是功率半导体的发展。硅(Si)作为半导体主流技术,具有规模化、低成本的优势;碳化硅(SiC)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,但规模化应用道路上仍面临技术成熟度、产能受限等众多挑战。综合多种因素考虑,未来功率半导体可能形成Si与SiC方案共存的竞争格局。

价值高地从硬件转到软件

《中国汽车报》:企业应如何抓住电子电气革命的机遇?

罗兰贝格研究团队:对于电子电气架构,汽车行业内没有统一的设置标准,却有相似的划分原则,企业应根据自身技术规划、车型平台和内部能力等,从战略布局到人才体系构建,制定适合自己的方案。

传统车企由于采用渐进式技术路线,短期内会定义出3~5个域,包括底盘与动力总成、ADAS、影音娱乐、车身和互联互通。但无论特斯拉还是传统车企,领先者都不会局限于域集中的DCU架构,因为它只能带来短期的降本与功能创新。若要实现软硬件分离,获取长期的经济性和性能平衡,就必须从软件入手,实现新架构平台的规模化。同时,在软件上应尽快将架构转变为服务导向,价值高地将从商品化硬件转移到软件。

在芯片方面,由于全球半导体行业的大环境,短期断供的现象仍会存在。随着汽车电子架构升级和算力需求提升,如何构建更为稳健的汽车电子供应链将成为一个新的关注点。而鉴于目前自动驾驶技术路线和落地时间仍存在不确定性,企业可依据自身情况进行多样选择,同时可通过战略协同、合作共研等方式积极布局前瞻技术。

未来整个汽车产业将成为一个大的生态,从单链条向生态系统管理发展。我们认为,企业要注重参与技术和软件标准的统一。实现电子架构全球规模化的关键在于统一芯片和基础软件的标准,目前全球主要区域一直在推动半导体产业的本土化,且疫情之后这种趋势或将加剧。而在短期内,车企又需要依靠跨界合作伙伴共同攻克技术难关,因此很可能面临“不同区域不同方案”、“不同区域不同伙伴”的选择。因此,车企若要实现全新架构的规模化,就需要尽量统一在同一架构和同一基础软件标准。

此外,企业要构建更加稳健的供应商体系,将更多精力投入在供应商体系的搭建和管理上,减少“卡脖子”问题的产生,以确保核心部件的供给。同时,企业应关注大数据技术及数据基础设施体系建设,其对于技术服务的稳定提供同样重要。(张雅慧)

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