(报告出品方/作者:浙商证券,程兵、田杰华、郑毅)
1“软件定义汽车时代”汽车商业模式颠覆,软件市场迎风而起
1.1汽车智能化升级要求EE架构演进,SOA架构出现软硬件终可解耦
传统分布式EE架构制约汽车智能化升级,向域架构、中央计算架构演进:传统的汽车包含了多个ECU,且因为算法嵌入了MCU芯片,致使MCU与功能算法高度耦合。而传统的面向信号的软件架构也限制了软件升级,此时主机厂若想在汽车上增加某一功能,就必须重新规划部署全车ECU,并将ECU退回给供应商,让供应商重新编写底层代码。分布式架构使得汽车软硬件紧密耦合,随着汽车智能化升级需求的快速增长,ECU数量过多导致算力浪费和功能增加困难、车型研发周期变长、通讯效率低下、无法通过OTA更新升级软件等弊病逐渐暴露,“牵一发而动全身”的问题大大阻碍了汽车智能化进程。
因此,博世等Tier1厂商以及部分主机厂引入了“功能域”概念,并将整车的ECU按照功能分区划分为驾驶辅助域、安全域、车辆运动域、娱乐信息域、车身电子域等,不同域之间通过域控制器和网关进行连接。而汽车电子电气架构由此从分布式向域集中式演进,并成为了行业大势。集中化的EE架构正是实现软件定义汽车的关键硬件基础,在集中式EE架构中,数个ECU集成在域控制器上,同时多种算法在SOC(系统级芯片)上运行。域控制器使ECU能够适当调整,实现更多的新功能,做到“打破零散界限,找到集成上限”。
SOA架构推动实现汽车软硬件解耦:汽车电子电气架构的变化也直接带动了开发模式的转变,转为面向服务架构(Service-OrientedArchitecture,简称SOA)的模式。SOA架构本质是将原本分散的ECU及其对应的软件功能模块化、标准化,使得各个应用区域相互解耦。原先的面向信号架构不具备灵活性和扩展性、升级和移植成本高,无法满足当前汽车复杂性的提升。借鉴IT行业发展经验,面向服务架构势必将引导汽车硬软件进一步解耦和标准化,实现应用层功能在不同车型、硬件平台、操作系统上复用,最终实现“牵一发而不动全身”,从开发层面促进硬软件更快速发展。
1.2汽车从价值变现终点转变为起点,软件将取代硬件成车企主要盈利来源
汽车软件更新周期远短于硬件,软件成为造车新壁垒:软硬件解耦之后,主机厂能够把软件功能的更新与车型的更新分离开来,消费者不再需要依赖硬件更新/更换车辆来升级功能,仅凭软件的迭代即可提升车辆功能从而满足自身所需。原本汽车的硬件开发是5年一个周期,5年一个车型,3年一个小改,一旦车型锁定之后基本就无法改动;而软件更新周期非常快,可能三个月就需要更新一次,这与汽车硬件长周期的更新形成了鲜明对比。因此,我们认为软硬件解耦后车辆硬件平台生命周期得以尽可能延长,此时的造车壁垒也已经由从前的上万个零部件拼合能力演变成将上亿行代码组合运行的能力。
OTA远程升级软件快速满足功能升级需求:软件驱动下的产品在售出后都会提供一段较长的维护和更新服务周期。通过OTA(Over-The-Air)远程软件升级技术,用户无需前往4S店即可直接联网更新软件和解锁固件,此举无疑为用户和经销商都节省了时间和精力,同时也确保车辆拥有最新的功能,并能及时修复问题和规避安全漏洞。而主机厂在卖出整车后,通过不断地OTA升级汽车软件,为用户提供新的功能、服务与体验,进而不断获得新的价值或收入。原先传统车企的利润主要来源于对车辆的一次性售卖以及后续的保养,尽管头部车企拥有独立的车机系统,比如宝马的iDrive,奔驰的COMAND,奥迪的MMI,这些软件更多是作为买车时的附属产品,且是封闭系统,不具备频繁迭代能力。而自从特斯拉率先采用OTA以来,包括宝马、通用、沃尔沃和福特在内的其他OEM都开始陆续提供OTA进行信息娱乐系统和变速器控制单元的更新。
随着特斯拉开创了类似于软件SaaS公司的订阅制模式,汽车软件高毛利和高用户粘性的特点得以充分展示,车企的盈利方向也开始由硬件设备转为更高毛利的软件服务。根据美国科技媒体Electrek统计,截至年特斯拉已通过出售FSD(FullSelf-Drive)套件创收超10亿美元。因此,我们认为车企从过去传统的卖硬件(整车)变为卖软件(服务),汽车也被赋予了全新的销售模式,并从价值变现的终点转变成为起点,行业盈利模式亦由此颠覆。
主机厂提前预置硬件,迎合软件迭代升级:由于软硬件迭代周期差异较大,为配合软件迭代更新后,硬件仍然能够兼容并且正常使用,车企会在新一代车型中预置大算力芯片以及硬件,以满足汽车产品5-10年生命周期内的软件更新或算法优化。在硬件预置方面,传统的汽车销售模式是一次性付费,由硬件配置和性能高低决定价格,后续的更改也需要4S店配合。而在“软件定义汽车”背景下,硬软件解耦使得消费者和厂商更多聚焦于自动驾驶,座舱体验,智能联网等功能,这些都可以仅通过软件升级实现。因此,出于成本考虑和用户体验等多重因素,“硬件预埋,软件升级”的模式必将成为智能车型的主流。车企在产品设计之初就在硬件层面为未来的软件升级留下充分空间,超规格硬件的成本也将通过后续软件服务的持续性收入来收回。特斯拉作为新模式的开创者,早在年就已经为所有出厂新车预埋了AutoPilot硬件,并通过后续付费来完成后续软件开放权限和更新升级。此举将原先汽车销售的一次性收入,变成了硬件销售+持续性软件服务两块内容,直接赋予了汽车极大的软件产品性质,通过软件提高用户粘性,车企的收入潜力得到了质的提升。
硬件体系格局相对稳定,汽车生态价值关键在于软件:随着域集中式架构成为行业共识,汽车硬件体系将逐渐趋于一致,整车厂将难以通过硬件实施差异化战略。相较之下,软件的发展几乎不受物理制约,可以持续赋予车型新附加值。以手机产业为例,手机的硬件体系随着处理器性能提升、摄像头像素提升及个数增加、屏幕材质升级,行业增速更快趋缓,其盈利模式也逐渐固化。参考苹果公司,年iPhone4的发布具有里程碑式的意义。年之前,公司的发展重心主要在于硬件设备的更新换代,主要体现在电脑和手机厚薄以及美观程度,苹果公司的市值自年IPO以来变化不大。而在年之后,随着智能手机的面世,公司的发展重心开始向软件转移,围绕Appstore的应用生态和iCloud一系列软件服务,使得公司市值得到了指数型提升。至此,卖软件与服务也成为了移动设备的重要盈利模式。
对标到传统车企来看,后者更具有固定的盈利模式,因此利润率也较稳定。基于制造业逻辑的大部分汽车硬件终将受到堆栈数量的限制,进入产业稳态阶段,维持标准化的发展方向,从而保持在一定利润率水平。相较之下,汽车软硬件解耦后,从单车价值量来看,硬件体系的价值会随着模块化、集成化的发展趋势逐步规模化降本,其单车价值量占比难以进一步提升,甚至可能下降;但是软件体系得益于迭代速度快,在附加值模式的持续探索下,单车价值将持续上行。根据亿欧智库数据显示,全球汽车软件与硬件产品内容结构正发生着重大变化,软件的价值量增速将远超硬件。年软件驱动占比从年的5%增长到16%,同时预计年汽车中软件驱动的占比将达到35%,届时硬件驱动占比将从年的58%降低至38%,软件价值地位的大幅提升为软件替代硬件成为车企主要盈利来源夯实基础。
1.3汽车软件市场规模前景可观,有望实现高速增长
中国汽车软件市场潜力巨大:根据麦肯锡预测,到年全球汽车软件市场规模将达亿美元,-年年均复合增长率达9%;其中ADAS/AD软件市场规模在年可达亿美元,占比约51.8%,十年间复合增长率达11%。具体到中国市场,根据中国软件行业协会发布的《中国汽车软件产业发展白皮书》显示,年中国汽车软件产业总规模为亿元,年有望达亿元,-年十年间复合增长率达30%,远高于全球增速。
汽车软件架构中,上层应用软件体现出最大差异:汽车软件的需求依据功能域的划分而决定。目前行业公认的智能汽车新增域为自动驾驶和智能座舱两域。其他域固然重要,但自动驾驶域和智能座舱域能更直接地让用户感知汽车的智能化水平和主机厂的造车实力,因此当前各大主机厂的竞争焦点是自动驾驶域和智能座舱域。域控制器是汽车内部各个功能域的主导。域控制器由硬件和软件相互依存协同、共同构成。域控制器硬件架构的核心是主控芯片,用于支持智能化的高算力要求;域控制器的软件架构可大致划分为操作系统、中间件、上层应用软件三部分。而自动驾驶域控制器的软件包括操作系统、中间件、应用算法等;智能座舱域控制器的软件包括操作系统、中间件、UI设计开发等。而自动驾驶和智能座舱软件架构最大的不同在于上层应用软件,即ADAS和智能座舱应用软件。
ADAS/AD将成为行业主要增长动力:我们将汽车软件分为四大类:操作系统、中间件、驾驶舱软件、ADAS/AD。根据亿欧智库数据显示,按市场大小,中短期内驾驶舱应用占国内汽车软件市场的比例最大,年占比约为40%;其次是ADAS/自动驾驶软件,年占比20%,OS操作系统占比19%,中间件占比17%。到年,ADAS/自动驾驶软件占比将大幅超过驾驶舱软件,达到59%。未来十年内,ADAS/AD软件将成为行业增长的主要推动力,预计到年,ADAS/AD软件市场大小将从年的35亿元增长到约亿元,CAGR达40+%。智能座舱软件市场将从年的77亿元增长到约亿元,CAGR达15%。
智驾软件率先爆发,座舱软件紧随其后:现阶段智能汽车行业处于由L2向L3级别智能驾驶进阶的过渡期,全行业仍在聚焦智能汽车的“本职”工作——实现更高级别的智能驾驶。目前以特斯拉为代表的车企仍是L2+级别自动驾驶,只是部分解放了驾驶员的双手,只有当L3级别自动驾驶真正落地,彻底解放驾驶员双眼,智能汽车才能彻底摆脱驾驶工具属性,拓展成为娱乐、休闲工具,进化为继电脑、手机之后的第三大“智能移动终端”。因此,座舱软件中娱乐功能的彻底解放,需要智能驾驶软件率先爆发为其铺路。
2智能驾驶:安全系汽车本职所在,主机厂立足市场的核心命脉
2.1主机厂首当重视驾驶主体转移带来法律权责判定变化
L3级智能驾驶的实现伴随着责任主体的转移:在L1、L2级别ADAS中,车辆是由驾驶员操控,L4是将车辆完全开放给自动驾驶软件来操控,L3则正好处于人工和智能的中间地带,需要驾驶员在发送警报时接管车辆。倘若自动驾驶汽车发生交通事故,责任承担主体界定问题将随之而来。比较各国法律后不难看出,许多国家的立法都认同汽车生产厂商可能成为交通事故责任承担主体。目前我国并无针对自动驾驶汽车事故权责判定的全国性法律。但是,即使没有专门立法,一旦自动驾驶汽车发生事故,生产商也可能要承担相应责任。可以肯定,在未来,如果是因为自动驾驶系统的缺陷导致了交通事故发生,依据《民法典》侵权责任编和《产品责任法》以及相关司法解释,公安或者法院等机构会将汽车生产厂商确定为侵权人,责令汽车生产厂商单独承担或者与其他责任人共同承担责任。年7月深圳进行了国内首次立法尝试,尽管汽车制造商没有被纳入责任主体范围,但这并不表明汽车生产商无需承担责任。如果在个案中,位阶较低的深圳市法规与法律、行*法规等上位法冲突,则必须优先适用法律,汽车生产商也无法逃脱产品侵权责任。
ADAS/AD之于主机厂的重要性不言而喻:无论是传统驾驶还是自动驾驶时代,排除安全隐患永远是车辆出行的第一要义。汽车自动驾驶能力是否达标直接影响用户生命安全,倘若是由自动驾驶系统故障导致交通事故发生,作为汽车制造商的主机厂不论于法理还是情理都难辞其咎,而这又会直接影响到主机厂的市场认可度,甚至动摇其市场立足根基。所以,自动驾驶时代主机厂首当重视智能驾驶应用软件。
2.2主机厂紧抓核心命脉,领跑智能汽车赛道
主机厂将ADAS/AD技术视为核心资产和能力:“谁制定标准,谁就拥有行业话语权;谁掌握标准,谁就率先占领市场制高点。”主机厂争先研发AD技术不仅是为了更早地实现高阶自动驾驶,更是为了抢占市场先机。所以我们认为,智能驾驶是主机厂立足智能汽车市场的核心命脉,是主机厂在竞争激烈的智能汽车市场中脱颖而出的关键底牌。因此,除开法律权责的因素,主机厂自身也有动力去深耕自动驾驶软件。汽车智能驾驶水平直接决定了主机厂在智能汽车赛道能否“制胜千里”。目前,大部分主机厂倾向于自主研发或与软件供应商合作研发自动驾驶上层应用算法;但也有少部分主机厂考虑到自研能力、性价比等因素选择了外包。
ADAS市场渗透率有望快速增长:根据罗兰贝格年对美国、欧洲和中国的主机厂、Tier1供应商以及行业专家的研究数据显示,年在ADAS各类功能中渗透率排名前三的是处于L0的前碰撞预警系统(FCW)、处于L1的自动紧急制动功能(AEB)以及处于L1的车道偏离预警系统(LDWS),渗透率分别达到43%,43%和37%。预计到年,三者的渗透率将达到70%、70%和60%。同时,自适应巡航系统(ACC)也会由目前30%的渗透率提升至62%。
2.3自动驾驶软件主要厂商布局情况
自动驾驶技术主要可分为三大基础板块:感知、决策、控制。其中的技术核心是各类算法与模型。其复杂性在于,先要收集并融合各类传感器搜集的环境数据,通过解析、分析后将指令传导至各类执行装置,过程中既要满足车规级安全要求又要足够迅速,保证行车过程的安全高效。由于目前自动驾驶技术仍然在发展的早期阶段,各家供应商在技术领域各有专攻,按照软件行业协会的分类,有提供全场景解决方案厂商,如:驭势科技、百度、小马智行等;也有提供特定场景下解决方案的厂商,如:禾多科技、新石器、纵目科技等,专注于园区、港口等场景下无人卡车的应用。技术供应商除以上新生代自动驾驶软件公司以及互联网公司,还有很多前装自动驾驶方案商,如:东软睿驰、德赛西威、经纬恒润等公司,其借助传统汽车业务优势切入自动驾驶赛道,也开始向车厂提供前行系,泊车系自动驾驶产品。
整车企业在自动驾驶上的发展也均有所差异,主要分为自研和合作两种方式。一些算法自研意愿和能力较强的主机厂(如小鹏、特斯拉等),便选择全栈自研从底层OS到上层应用算法的全部自动驾驶软件;部分有一定算法自研能力的主机厂(如上汽、广汽、长安等)基本选择自研上层应用算法,但将中间件等其他软件外包;部分完全没有算法自研能力的主机厂(如北汽、赛力斯、东风等)便将应用算法软件委托博世等传统Tier1、第三方算法厂商、互联网企业(如赛力斯委托了华为)或委托自动驾驶厂商与Tier1共同给出整体解决方案(如文远知行与博世),并将中间件、操作系统都外包。由于软件开发及测试难度较大,各国*策法规尚不完善,L2级别以上自动驾驶的整体成熟度仍然不高。在未来竞争方向上,软件公司所获得数据的量以及处理能力将成为核心。因此,具备更高精度地图处理能力、更多自动驾驶测试场景和测试里程,将会是公司的核心指标。比竞争对手获得更多的数据反馈和更深的数据洞察,将有助于公司进一步完善算法和软件模型,从而实现长期竞争力。
3智能座舱:当前汽车个性化的卖点,未来的“第三生活空间”和主机厂差异化竞争的焦点
3.1主机厂发力智能座舱,追逐卖点争夺未来焦点
座舱智能化升级势在必行,主机厂纷纷发力布局:当前座舱正在向智能化升级,大尺寸中控液晶屏开始替代传统中控,全液晶仪表开始逐步替代传统仪表,HUD抬头显示、流媒体后视镜等设备逐渐得到应用,人机交互方式也愈发多样。在当前无人驾驶还未实现之际,智能座舱是消费者最先能感知到的汽车智能化的显性特征。通过座舱内的个性化配置,车企能够彰显品牌特色、吸引消费者并博得市场
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