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智能网联汽车关键零部件产业研究分析

发布时间:2018-08-17 来源: 责任编辑:wenwei

【导读】智能网联汽车是当前汽车工业发展的必然趋势,其核心零部件产业发展是决定汽车实现无人驾驶的关键因素,突破核心技术瓶颈也是国内外企业面临的重大难题。本文以汽车产业智能化、网联化趋势为背景,重点围绕环境感知系统、ADAS系统、高精度地图等智能网联汽车核心零部件,详细阐述了各领域产业发展现状及趋势,并提出我国零部件企业在智能网联汽车领域的发展建议。
 
一、汽车智能化、网联化发展趋势
 
近年来,随着移动互联网、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展及广泛应用,汽车智能化、网联化发展趋势已成必然。
 
在汽车产业智能化方面,以生产智能化及产品智能化趋势尤为明显。当前,智能制造已被普遍认为是第四次工业革命的核心动力,汽车行业作为制造业中技术含量、智能化程度较高,产业集中度较高的代表,是制造业向智能化转型的先导阵地,汽车生产模式将沿着数字工厂、智能工厂、智慧工厂等路径向前发展,带来的是质量持续不断改进、成本不断下降及技术和管理不断成熟;汽车产品的智能化以当前智能汽车的快速发展为主要代表,智能汽车技术将引领汽车新一轮产业变革,未来将以传感技术、信息处理、通信技术、智能控制为核心,车路、车车协同系统及高度自动驾驶及无人驾驶为主要发展方向,预计2020年将实现人-车-路的网联化及有条件自动驾驶,2025年将实现高速自动驾驶汽车应用。
 
同时,在“互联网+汽车”的背景下,汽车产业技术快速升级以及消费者需求不断提升,网联化成为汽车发展战略的重点方向之一。汽车网联化需融合未来信息通信、环保、节能、安全等前瞻性技术,为消费者打造一个智慧城市生活体系和出行方式。伴随“互联网+”对汽车产业链深度和广度的影响不断加强,车联网三大应用方向——V2C、V2V和V2X中,以“人”为服务核心的V2C车联网在未来几年将实现快速增长,并实现由联网车机向基于“账号系统”的云服务转变。
 
总体来看,以互联网为代表的新一轮科技革命正在对汽车产业形成冲击,汽车产业、企业、产品的形态和模式都将发生深刻改变与重构。汽车产业是国家经济的支柱产业,牵涉面广、关联度大、带动性强,同时随着汽车保有量的激增,能源消耗、环境污染、交通伤亡、城市拥堵等社会问题不断加剧,汽车产业必须实现低碳化、信息化、智能化的转型升级,以适应未来社会发展需要。
 
二、关键零部件产业发展动态研究
 
近年来,智能网联汽车领域已成为企业巨头扎堆布局的重点。通用汽车10亿美元收购了人工智能创业公司ArgoAI;英特尔153亿美元收购了Mobileye;百度重组智能驾驶群组事业部。目前,在全球,20家领先的科技公司中,有10多家在进行自动驾驶技术的研发;全球前14家大型车企中,有12家已经在做自动驾驶。在智能网联汽车热潮下,将带动其关键零部件产业发展。
 
(一)环境感知系统
 
环境感知系统是智能网联汽车的核心部件,当前市场解决方案包括摄像头解决方案、毫米波雷达/激光雷达、传感器融合等。
 
1.车载摄像头
 
车载摄像头具有广阔的应用空间,按照应用领域可分为行车辅助(行车记录仪、ADAS与主动安全系统)、驻车辅助(全车环视)与车内人员监控(人脸识别技术),贯穿车辆行驶到泊车全过程。按照安装位置又可分为前视、后视、环视、侧视及内置。一台智能网联汽车实现自动驾驶功能需安装至少6个摄像头,这也带来了车载摄像头传感器巨大的市场空间(见表1)。
 
(1)发展现状
 
伴随汽车智能化趋势及国家政策驱动,摄像头凭借应用广和成本低的特性将成为汽车中使用最多的传感器,未来市场前景广阔。目前,车载摄像头价格持续走低,价格从2010年的300多元持续走低,到2014年单个摄像头价格已降低至200元左右。美国国家公路交通安全局要求2018年5月1日以后生产的所有轻型车辆必须安装倒车后视摄像头。根据IHS预测,车载摄像头全球出货量将从2014年的2800万枚增长至2020年的8270万枚,6年复合增长率19.8%,而其中中国产能将会从2014年的1880万枚增长至2020年的10700万枚,5年复合增长率达到33.6%,市场规模有望超120亿元。同时,随着未来完全自动驾驶时代的到来,对摄像头的依赖程度将进一步加大,市场空间得到进一步释放。
 
表1 摄像头安装位置及特点
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从摄像头产业链来看,车载摄像头的快速发展直接带动产业链其他环节受益。摄像头上游材料包含光学镜片、(红外)滤光片、保护膜、晶圆等;中游元件包含镜头组、CMOS芯片、胶合材料及DSP等;下游产品为系统集成商(Tire1);其中,镜头组及CMOS芯片分别占了摄像头产业价值的30%。同时,上游供应商在芯片、光学镜片领域的竞争也日趋激烈,跨界切入的企业频现,其中手机摄像头生产企业进军势头较强。比如:宝马与iPhone摄像头的供应商LG Innotek公司洽谈合作;三星手机镜头的供应商Sekonix,则通过汽车零部件企业现代摩比斯、德尔福,成功配套现代和通用汽车。随着车载摄像头市场的兴起,手机摄像头产业链各个环节的产能将向车载摄像头产业转移,预计未来CMOS芯片及镜头等产业链环节将继续保持高增长(见表2)。
 
表2 摄像头产业链主要生产企业
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从市场竞争格局来看,CMOS芯片市场基本被外资品牌把控,国产品牌的话语权较弱。索尼在全球CMOS传感器领域常年占据市场份额第一的位置,凭借其在CMOS积累的深厚技术,收购东芝影像传感器业务后,其市场份额有望进一步扩大。
 
而在镜头方面,国内自主品牌企业有明显优势。根据TSR的研究报告,2015年全球摄像头镜头厂商中,台湾企业大立光电的出货量仍保持第一,占据全球约1/3的市场份额。而国内舜宇光学以微弱优势超过玉晶,排名上升至第二。而在车载摄像头镜头市场,舜宇光学的镜头出货量居全球第一位,市场占有率达30%左右,已进入各大车企(宝马、奔驰、奥迪)前装市场。
 
(2)未来发展趋势
 
提升芯片计算能力,向多目摄像头方向发展。伴随ADAS时代普及、自动驾驶对汽车传感器的高性能需求,未来摄像头芯片运算速度将快速提升,同时在市场的大规模应用下,车载摄像头售价将持续走低。在此背景下,多目摄像头将是行业的发展趋势。以国际ADAS领导者Mobileye的产品路径为例,其针对L3/L4级别无人驾驶应用发布的最新一代视觉系统芯片EyeQ5的运算性能达到了12 Tera/秒,装备8枚多线程CPU内核,同时还会搭载18枚Mobileye的下一代视觉处理器,而前一代产品EyeQ4的运算性能只有2.2 Tera/每秒,只配置了4枚CPU内核和6个矢量微码处理器。国际电动车巨头特斯拉发布Autopilot 2.0系统,将采用三目摄像头配置,一个视野角度是50度,负责一般性的道路状况监测;一个视野角度是25度,用于探测前方的车道线、红绿灯;还有一个视野角度是150度的鱼眼镜头,用来探测并行车道的状况、行人和骑自行车的人。
 
未来夜视功能将成为车载摄像头的标配。据美国国家公路交通安全管理局(NHTS)的统计,虽然夜间行车在整个公路交通中只占1/4,发生的事故却占了一半。而夜间视线不良所造成的事故占了70%。因此必须要求汽车摄像头具有较强的感光能力,使其全天都可正常工作,即近红外的宽光谱范围(400~1100nm),未来夜视功能将成为车载摄像头的标配。
 
3D全景成像技术加速普及。3D全景成像除了可以为驾驶员提供泊车辅助功能外,也可以为基于图像的车载电子技术提供基础平台,如车道偏离预警、行人防撞、车外环境三维建模等。目前,3D全景成像技术是相关汽车零部件企业及信息技术企业研发和推广的重点,3D全景成像技术在成本和实际需求上也能得到消费者的认可。比如:新宝马7系装备了博世3D环视系统,该系统基于摄像头和超声波传感器的数据融合,拥有遥控泊车、自定义场景切换、智能场景切换等功能;国内企业如德赛西威、航盛等,也均发布自身的3D全景环视系统,使该项技术从高端车扩展到中低端车的市场,这将促使未来3D全景成像系统在我国市场加速普及。
 
2.毫米波雷达
 
毫米波雷达性能优异、环境适应能力强,是ADAS系统不可或缺的核心传感器类型。目前,毫米波车载雷达主要以24GHz和77 GHz为主,分别用于中短距和中长距测量,现广泛应用于自适应巡航、前碰撞预警、盲点检测等ADAS系统。伴随ADAS的发展以及技术提升带来的成本降低,毫米波雷达有望在无人驾驶领域获得广泛应用,并为行车安全提供全天候保障(见表3)。
 
表3 24GHz与77GHz毫米波雷达功能应用
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(1)发展现状
 
伴随国内市场消费结构升级,中产阶级需求增加,ADAS车型销量看涨,带动国内毫米波雷达前后装市场需求爆发式增长。据市场研究机构Plunkett Research预测,到2020年全球毫米波雷达市场出货量将接近7200万颗,未来五年的复合增速约为24%。我国作为全球最大的汽车生产和消费国家,2020年汽车销量将达到3000万台,按国内ADAS渗透率在2020年达到30%估算,每套ADAS需要4个短距毫米波雷达+1个长距毫米波雷达,则国内出货量可达4500万颗,市场规模将超200亿元。
 
从毫米波雷达产业链来看,上游产品主要由单片微波集成电路(MMIC)和高频PCB组成。在全球市场,车载毫米波雷达相关产品仍以外资企业生产居多,而在毫米波雷达国产化趋势下,相关技术、人才、资金等也从传统军工行业向智能汽车行业快速转移,近年来国内多家企业已开始进行产品生产(见表4)。
 
表4 车载毫米波雷达产业主要生产企业
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从市场竞争格局来看,国外传统汽车零部件巨头长期垄断车载雷达市场,国内企业不断加大研发力度,取得了一定突破。
 
目前,毫米波雷达的技术主要由大陆、博世、电装、奥托立夫、德尔福等传统零部件巨头所垄断。以77GHz毫米波雷达为例,只有博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、日立等公司掌握该技术,其中博世及大陆的产品市场份额最高;在24GHz产品中,海拉的客户范围最广,其产品占有率全球第一。
 
相比于国外企业,车载毫米波雷达在国内起步较晚,仍处于初级发展阶段。在24GHz雷达方面,国内部分企业取得较大突破,如厦门意行半导体实现24Ghz MMIC套片产业化、芜湖森思泰克实现24GHz雷达产品市场化供货等。在77GHz雷达方面,国内正加快发展步伐,工信部已委托车载信息服务产业应用联盟(TIAA)开展77~81GHz毫米波雷达无线电频率技术研究试验工作,以确定频率和各项技术指标;伴随国外针对毫米波雷达芯片企业的收发片知识产权向国内放开,国内部分企业的77GHz毫米波雷达产品即将实现量产,如杭州智波科技、沈阳承泰科技、芜湖森思泰克、深圳卓泰达等(见表5)。
 
表5 国内企业毫米波雷达产品发展动态
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(2)未来发展趋势
 
车载毫米波雷达将统一于77GHz频段(76~81GHz)。从全球范围来看,77GHz频率范围是全球装配永久认可的权威频段,因此更适用于全球车辆平台。其中76~77GHz主要用于长距离毫米波雷达,77~81GHz主要用于中短距离毫米波雷达。77GHz毫米波雷达波长为4mm,频率比较高、带宽高达800MHz,拥有极强的穿透力,因此在对安全性、可靠性要求比较高的ADAS系统领域,该类传感器拥有较难撼动的地位;而79~81GHz毫米波雷达可消除24GHz超宽带毫米波雷达的缺点,在中短距离范围区分行人等诸多精细物体的精度更高,因此其在自动驾驶汽车中将有更大的使用价值,伴随无人驾驶技术的发展趋势及各国的政策推动,未来79GHz毫米波雷达将成为中距离MRR的主流,且有望全面替代24GHz短距离雷达。
 
毫米波雷达的CMOS集成趋势。当前多数ADAS系统中基于锗硅(SiGe)技术开发的毫米波雷达系统,虽已满足自适应巡航控制时的高速度要求,但由于体积过大、过于笨重,占用了大量电路板空间。近年车辆中雷达传感器数量不断攀升,目前车辆中至少有10个雷达传感器(前置、后置和车角),空间上的限制就要求每个传感器必须体积更小、功耗更低,并且性价比更高。通过充分利用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,并将嵌入式微控制器(MCU)和数字信号处理(DSP)以及智能雷达前端集成在内,将尽可能降低雷达系统尺寸、功率、外形尺寸和成本,从而进一步实现车辆内多个雷达系统的安装;同时,在数字晶体管改进的推动下,CMOS的速度不断提高,现可满足79GHz ADAS系统需要。总体来看,CMOS技术可实现毫米波雷达的微型化与集成化,并嵌入更高的智能化和功能性,涵盖了从高性能雷达前端到单芯片雷达的整个范围,未来将在毫米波雷达产品中广泛应用。
 
3.激光雷达
 
激光雷达凭借其优异性能,目前在行业内普遍被认为是汽车实现自动驾驶的必备传感器。由于车用视觉传感器适合检测与识别近距离目标,对稍远目标处理能力有限;毫米波雷达则对目标运动较为敏感,但又无法获得目标的形状等精确描述;而激光雷达在精度、分辨率、灵敏度、动态范围、传感器视角、主动探测、低误报率、温度适应性、黑暗和不良天气适应性、信号处理能力等指标方面表现优秀,对于保证自动驾驶汽车行车安全具有重要意义。但由于激光雷达价格昂贵、体积大、产能低、工作时受天气和大气影响大等因素,目前市场应用仍然相对较小。激光雷达可以分为一维激光雷达、二维激光雷达、三维激光扫描仪、三维激光雷达等,分别具备不同功能和应用场景(见表6)。
 
表6 各类型激光雷达功能及应用
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半自动驾驶汽车的日益普及、国家对车辆安全的法规监管以及OEM厂商增加了对ADAS技术的采用等因素,驱动了全球汽车激光雷达传感器市场的增长。目前,大多数车企、技术公司及初创公司都在大力研发自动驾驶汽车,这类公司将在未来3~5年投放其自动驾驶产品,激光雷达供应商势必会大力研发低成本、易安装的雷达系统,并扩大其生产规模。据中信证券研究部预测,激光雷达受益于技术提升及产能提升,2020年单只激光雷达成本有望达到400元,以整车安装2~4个激光雷达(前后探测距离)测算,对应整车成本为800~1600元。按照2020年前装市场25%渗透率、后装市场5%渗透率估算,中国市场规模有望近200亿元。
 
从市场竞争格局来看,车载激光雷达的核心技术主要掌握在Velodyne、Ibeo和Quanergy三家企业手中(见表7)。自2016年开始,Velodyne与Quanergy纷纷宣布未来其激光雷达成本将大幅度降低,以此来满足无人驾驶汽车量产的需求。Velodyne表示其车用激光雷达产品未来有望将成本控制在200美元以内,而Quanergy表示其激光雷达产品量产后售价有望接近100美元,与传统激光雷达相比,其价格便宜约90%,在保证质量的前提下,成本的降低将加速激光雷达在汽车自动驾驶领域普及。除Velodyne、Ibeo和Quanergy外,外资企业生产厂家主要有Waymo、Leddartech、First Sensor AG、Innoviz Technologies等。
 
表7 激光雷达主要生产厂家产品参数
 
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相比于国外的Velodyne、Quanergy等企业已经具有相对成熟的产品,国内企业在激光雷达生产研发中尚处于初步成型阶段。以北科天绘、思岚科技、大族激光、巨星科技、速腾聚创、镭神智能、禾赛科技等为代表的多家国内企业正在加大力度布局车用激光雷达行业。目前,国内的激光雷达产品多用于服务机器人、地形测绘、建筑测量等领域,可用于ADAS及无人驾驶系统的3D激光雷达产品目前仍在开发测试中,与实现量产还有一段距离。由于国际上真正规模化应用激光雷达的量产车项目还属于起步阶段,自主企业仍有大量计划缩小与外资企业差距。
 
从产品未来发展趋势来看,伴随新材料、新工艺、测量原理等技术的进步,激光雷达产品将朝着小型化、集成化、固态化及低成本化方向发展。车载激光雷达产品要实现规模化应用,必须便于安装、标定和使用,同时必须与现有的车载总线集成、车型设计等功能融合,因此,基于MEMS(微机电系统)器件、高线数、车规级固态产品将是后续车用激光雷达的发展方向。同时,由于目前昂贵的价格成为车用激光雷达市场推广的最大障碍,因此低成本化将是其未来最主要的发展趋势。
 
(二)ADAS系统
 
(1)ADAS系统市场发展现状
 
伴随汽车安全标准、汽车电子化水平的不断提高以及人们对驾驶安全需求的不断增长,具备主动安全技术的ADAS系统呈现快速发展的趋势。
 
①研究对象。
 
本部分研究的ADAS系统产品主要以表8为主。
 
②ADAS市场总体搭载情况。
 
2016年中国汽车市场在售的946款汽车产品中,ADAS的搭载率已经达到35%(汽车选装默认为搭载)。其中搭载了1项ADAS系统的汽车产品最多,为92款,其次是搭载了3项ADAS系统的汽车产品,达到57款,而搭载了7项及以上ADAS系统的汽车产品共计22款(见图1、图2)。
 
表8 主要研究的ADAS系统
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图1 2016年中国汽车市场ADAS搭载率
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图2 2016年中国汽车市场ADAS搭载状况细分
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③ADAS细分产品总体分析。
 
2016年中国汽车市场在售的946款汽车产品中,搭载ADAS系统中最高的为盲区监控,占比为21%,其次是车道偏离系统,占比为18%,全景影像和自适应巡航系统位居之后,占比均为16%。而夜视系统和远光灯制动控制的搭载率相对较低,分别仅为4%和3%。其他包括主动泊车系统、驾驶员疲劳探测以及HMW车距检测等ADAS产品的搭载率均低于1%(见图3)。
 
图3 各项ADAS产品搭载率
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按车型划分来看,2016年中国汽车市场ADAS搭载最高的车型是SUV,拥有131款,其次分别是中型轿车和中大型轿车,分别搭载了56款和40款车型。另外,如果以轿车含义统计,共包含了微型车、小型车、紧凑型车、中型车、中大型车、大型车、跑车在内的176款汽车车型。值得注意的是皮卡仅有一款车型搭载了ADAS,而轻客、微面均无搭载ADAS产品(见图4)。随着ADAS的快速发展,其产品成本逐年降低,包括皮卡、轻客、微面在内的汽车市场对于ADAS的需求将逐渐增强。
 
图4 2016年中国汽车市场ADAS按车型划分搭载情况
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按产地划分来看,2016年中国国内生产的汽车搭载ADAS产品的比例略高于从国外进口的汽车,差距仅为2个百分点(见图5)。随着ADAS产品成本不断降低,国内生产的汽车依托于价格优势,在未来将比进口汽车搭载更多的ADAS功能,并逐步下探到低配车型。
 
图5 2016年中国汽车市场ADAS按产地分搭载情况
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④SUV细分市场研究。
 
中国SUV市场在售的263款车型中,搭载了ADAS产品的SUV占据了半壁江山,达到50%。其中搭载了1项ADAS系统的SUV车型最多,为41款,其次是搭载了2项ADAS系统的车型,达到25款,而搭载了7项及以上ADAS系统的车型仅有5款(见图6、图7)。未来随着智能网联技术趋于成熟,ADAS产品成本降低,多功能ADAS产品集成的车型数量将大幅提升。
 
图6 2016年中国SUV市场ADAS搭载情况
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图7 2016年中国SUV市场ADAS搭载状况细分
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2016年中国汽车市场在售的131款搭载ADAS功能的SUV车型中,搭载率最高的为盲区监控和全景影像,占比高达59%,其次是车道偏离系统,占比为49%;自适应巡航、自动泊车入位、主动刹车/制动紧随其后,占比分别为44%、37%、31%;夜视系统搭载率最低,占比仅为8%(见图8)。
 
图8 2016年中国SUV市场ADAS主要细分产品情况
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按产地划分,2016年中国国内生产的SUV搭载ADAS产品的比例比从国外进口的SUV产品高20个百分点(见图9)。随着ADAS产品成本不断降低,国内厂商ADAS集成技术不断成熟,以及更多现有进口车型本土合资生产,在未来国产SUV将比进口SUV搭载更多的ADAS功能,并逐步下探到低配车型。
 
图9 2016年中国SUV市场ADAS搭载按产地分情况
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⑤轿车细分市场研究
 
2016年中国汽车市场在售的450款轿车产品中,搭载有ADAS系统的车型为176款,搭载率为39%。其中搭载了1项ADAS系统的轿车车型最多,为38款,其次是搭载了3项ADAS系统的车型,达到34款,而搭载了7项及以上ADAS系统的车型共计16款(轿车包含微型车、小型车、紧凑型车、中型车、中大型车、大型车、跑车)(见图10、图11)。
 
图10 2016年中国轿车市场ADAS搭载情况
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图11 2016年中国轿车市场ADAS搭载状况细分
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2016年中国汽车市场在售的175款搭载ADAS功能的轿车产品中,搭载率最高的为盲区监控,占比高达64%,其次是车道偏离系统和自适应巡航,占比分别为54%和50%;自动泊车入位、自适应灯光控制、主动刹车/制动和全景影像紧随其后,占比分别为47%、45%、40%和32%(见图12)。
 
图12 2016年中国轿车市场ADAS主要细分产品情况
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按产地划分,2016年中国国内生产的轿车搭载ADAS产品的比例比从国外进口的轿车低近20个百分点(见图13)。随着ADAS产品成本不断降低,ADAS功能逐步向中低端车型普及,国产轿车产品ADAS搭载率将大幅攀升。
 
图13 2016年中国轿车市场ADAS搭载按产地分情况
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(2)ADAS系统的市场发展趋势
 
未来ADAS系统的市场渗透率将快速提升,预计2020年中国市场有望达到2000亿元规模。其中,前装市场渗透率达到30%,后装市场年度渗透率提升,有望达5%。主要驱动力来自:①政策法规推动传统厂商普及前装;②全球销量增速下行细化配置竞争力;③互联网跨界竞争者倒逼;④消费者交互式体验需求升级。
 
未来ADAS系统的市场趋势主要体现在三方面:一是产品成本随着技术进步逐年下降;二是ADAS朝集成化方向发展,各项功能将最终集成在“芯片载体”上,实现小型化,未来将可实现市场销售;三是集成化的ADAS所有功能可根据消费者需求实现选装或全装,市场价格将会更灵活(见表9)。
 
表9 ADAS系统市场规模预测
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(三)高精度地图
 
高精度地图是实现汽车无人驾驶的关键技术之一,其已日益成为智能网联汽车领域关注的焦点。无人驾驶对GPS定位及地图要求需达到厘米级,同时需提供精确的三维数据应对复杂的驾驶环境,高精度地图可帮助汽车预先感知路面复杂信息,如坡度、曲率、航向等,结合智能路径规划,让自动驾驶汽车做出正确决策,与普通导航地图相比,两者在内容和形态上存在较大差别(见表10)。
 
表10 导航地图与高精度地图对比
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(1)高精度地图产业发展现状
 
①市场规模。
 
从市场规模来看,目前全球无人驾驶仍处于L1~L2阶段,高精度地图大部分应用还仅限于测试车辆使用。在L1~L2时期,高精度地图厂商基本处于地面资料测绘阶段,向上缺乏车联网的支撑,向下普通导航地图可满足当前市场需求,因此高精度地图还未在市场大规模应用。2018年开始,国内外车企巨头如奔驰、宝马、长安等将逐渐推出L3产品,此时高精度地图将开启市场需求;2020年后伴随主流车企均开启自动驾驶进程,高精度地图将实现大规模应用。据高盛全球投资研究机构预测,未来15年高精度地图行业将迎来黄金发展期,2020年全球市场规模将达到21亿美元,2025年将达到94亿美元。目前国内市场商业模式尚未清晰,但我国已连续8年跃居全球汽车产销首位,伴随国内高精度地图技术和商业模式逐渐成熟,未来将具备较大的市场空间(见表11)。
 
表11 根据自动驾驶各阶段对高精度地图的需求
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②市场格局。
 
从市场格局来看,地图制造商、互联网企业及汽车制造商纷纷加大力度在高精度地图领域布局,同时展开合作并抢占市场先机。
 
目前,互联网企业通过收购地图制造商获取数据资源,一方面可依托地图上所聚集的LBS服务打通线上及线下消费,另一方面可迅速切入自动驾驶蓝海市场,更好地解决地图海量数据的获取和处理问题。与此同时,地图制造商也可借助互联网企业资源,克服资金壁垒并加速高精度地图产品研发。在国外市场,如谷歌大量收购了Keyhole、skybox、waze等地图商,Uber收购deCarta、Microsoft Bing等地图商;而在国内市场,四维图新、高德、易图通瓜分车载导航的前装市场,一共占据98%的市场份额,凯立德在后装市场占据70%的市场份额,目前这些公司已被互联网巨头收购或被其入股(见表12)。
 
表12 互联网企业收购地图制造商
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面对互联联网企业不断加快自动驾驶领域布局,传统整车及零部件产品制造商也积极通过并购和自建的方式加快高精度地图资源争夺。比如丰田采用车载摄像头数据以众包的形式建立高精度地图;奔驰、宝马、奥迪的德系汽车联盟完成对地图商HERE的收购;博世深化与TomTom合作、德尔福与高德进行战略合作等。其中,车企与地图制造商合作有利于高精度地图与自动驾驶系统数据之间的交流,通过开放CAN总线接口,有利于基于高精度地图的自动驾驶方案测试(见表13)。
 
表13 传统汽车制造企业高精度地图布局
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③不同制图模式对比分析。
 
目前主流的高精度地图数据采集主要包括以Mobileye为代表的众包模式和以高德为代表的集中制图模式。众包模式主要通过车辆摄像头和GPS,结合本地以及云端软件来开展高精度地图服务,采用众包方式收集数据可利用每辆车载终端得到车道线、各项道路标志以及道路上的基础交通设施等信息并发送云端,凭借大量级数据来提高精度,可保证数据的更新率,主要代表企业有Mobileye、丰田、特斯拉、ABB+HERE等企业。而集中制图模式需要采用专业地图测绘车,通过激光雷达、摄像头等传感器感知道路信息,在此基础上完成三维建模分类得到高精度地图,主要代表企业有高德、百度、TomTom等,其中TomTom的制图系统主要记录路边场景中变化的形状和距离,而并非识别每个具体的物体,通过分析整段道路,系统即能够将自动驾驶汽车自身LiDAR传感器获取的数据与深度地图数据建立联系,计算出车辆位置(见表14)。
 
表14 众包模式与集中制图模式对比
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由于两种制图模式均有自身优劣势,在未来市场将共存发展。以高德的高精度地图为例,由于地图采集车超过800万元的高昂造价限制了地图数据大范围、高频率的采集更新,因此该数据仅作为高精地图基础数据,后续的数据更新维护同样重要。通过自身和众包的方式同时进行,未来高德采集车的数量会不断增加,覆盖范围也会逐渐往更具体、复杂的道路覆盖;除此之外,高德计划利用阿里的菜鸟物流车、神州专车等半社会化商用车,以众包模式对高精度地图实现数据补充。而高德的高精度地图数据,也可能会优先应用在物流、环卫等路线较固定的商用车场景中。
 
(2)高精度定位与高精度地图
 
高精度定位与高精度地图相互作用,前者是后者应用的前提,同时高精度地图辅助车身定位。目前,高精度定位技术主要包含基于全球卫星导航系统的高精度定位技术、基于惯导的高精度定姿技术及多源辅助定位技术等。
 
①基于全球卫星导航系统(GNSS)的高精度定位技术。
 
目前全球卫星导航系统主要包含中国的北斗卫星导航系统、美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)和欧盟的伽利略定位系统,这四种定位系统特点分明,各有优势。其中,GPS技术已具备成熟完善的产业链,占据着绝大部分的车载导航应用市场,其成本低、稳定性好;俄罗斯的GLONASS起步较早,仅次于GPS,但发展较为缓慢,由于抗干扰性强,对导航精度有一定影响;欧盟的伽利略定位系统已于2016年底投入使用,其授时精度与GPS相当,但定位精度更高,可提供实时的高精度定位信息;北斗系统作为我国近年来逐渐发展壮大的自主卫星导航系统,在国内汽车行业市场的占有率较低,其产品形态主要是与GPS共存的多模导航,基础硬件目前还不具备成本优势,如板卡、导航天线等成本高昂,且高精度解算算法尚未成熟,动态定位的稳定性和抗干扰性与GPS还有一定差距(见表15)。
 
表15 我国北斗卫星导航系统SWOT分析
智能网联汽车关键零部件产业研究分析
 
②基于惯导的高精度定姿技术。
 
目前,我国车载导航所使用的惯导通常精度较低,基于惯导的车辆定姿技术缺乏产品级应用,高精度惯导的成本较高,适用于车辆姿态确定的算法尚不成熟,实时处理能力和精度都有待提升。
 
③多源辅助定位技术。
 
目前车载导航主要依赖卫星导航定位及地图匹配技术,我国对利用摄像头、车载惯性导航器件等多源传感器的辅助定位研究较少,与国外相比存在技术性差距。面向未来自动驾驶,需要常规定位模块深度融合摄像、雷达和高精度地图等多源传感器,以满足智能网联汽车在DA/PA/CA/HA等不同阶段的精度需求。
 
总体来看,在未来的自动驾驶领域,高精度定位是基础,高精度定位和高精度地图的相互作用是自动驾驶领域非常重要的技术保证手段。
 
(3)高精度地图未来发展趋势
 
①跨界合作将愈发紧密。
 
在当前高精度地图的产业发展过程中,车企与地图制造商还无法统一地进行资源传输和地图数据共享,直接导致地图实时更新遇到诸多问题。其中主要原因是国内外高精度地图数据传输接口规范还未统一,目前各领域厂商通过跨界合作共赢是解决数据语言标准问题的主要途径。伴随各领域企业跨界合作日益广泛和深入,地图语言标准未来有望实现统一。如HERE在2016年发布了自动驾驶数据传输接口开源规范,并得到了大陆、博世、戴姆勒等零部件供应商和整车厂商支持,后续HERE向欧洲智能交通协会提交了完善后的标准语言SENSORIS,该语言可适用所有车型。
 
②多图层业务成为发展方向。
 
无人驾驶对高精度地图的要求达到厘米级别,其中包含了丰富的道路周边细节,如车道属性数据、高架物体、防护栏、障碍物、道路边缘类型、路边地标等多种类型数据。多元异构的海量数据需要占用大量存储空间,单图层地图已无法满足实时更新和客户的个性化需求,多层立体地图服务将成为推动业务模式多元化发展的前进方向。未来高精度地图将分为多个层级,如基本的道路地图、信号灯与标识地图、实时交通信息地图、生活服务地图等,不同层级的地图可作为不同的子业务,为用户提供丰富多元的业务服务模式。
 
③人工智能与云平台建设将成为布局重点。
 
未来市场,消费者出行的个性化定制需求将不断提升,这将促进地图功能更加全面,3D街景地图和气候等信息可视化将会成为新的趋势,基于位置搜索的第三方互联网服务将不断成熟。未来企业将通过构建人工智能+大数据云平台,为用户提供智慧出行整体解决方案。如高德地图发布AI智能公交导航,利用大数据及机器深度学习能力,为用户公交出行提供智能导航出行解决方案;高德地图利用阿里云建立面向车辆的自学习平台及实时信息发布平台,实现从静态道路信息到动态车辆行为,甚至车主个人驾车习惯等内容的系统自主学习判别;四维图新通过“高精度地图+芯片+算法+系统平台”战略,推出涵盖传统地图、动态内容、云端服务、操作系统、手机车联方案等的基于车联网的解决方案。
 
三、我国零部件企业在智能网联汽车领域的发展建议
 
1.加强品牌能力塑造,全力提升品牌影响力
 
在当前汽车产业格局重塑与转型升级的变革期,提高品牌的美誉度和影响力是企业在智能网联汽车领域生存与发展的关键。目前我国本土企业提升产品溢价力,通常主要依靠对产品增加功能、提升性能、确保质量、控制成本等方法,这些手段的核心依然是比拼产品的性价比。但在当前的产业变革期,产品溢价力存在上限,没有品牌溢价力无法获取更高价值,最终在市场竞争中,与外资企业相比仍然处于劣势。我国自主零部件企业要实现品牌价值提升,必须按照“质量→品质→品牌”的路径发展,在品牌建设过程中对自身进行精准定位,努力建立与自身品牌相匹配的能力,才能占据智能网联汽车等新兴市场,并保持未来可持续发展。
 
2.加强跨界融合发展,加速布局新兴领域市场
 
当前的汽车产业变革给汽车产业带来了巨大机会,中国品牌零部件企业需加强与互联网企业的跨界融合,快速布局自动驾驶、车联网、智能交通等新兴领域市场。在智能网联汽车领域,应以传感器、高精度地图等重点领域为突破口,积极开展资本并购与跨界合作,充分吸收和利用互联网初创企业、地图厂商的技术和资源优势,弥补自身业务短板;积极围绕深度学习、大数据、云服务平台等关键技术开展创新研发,解决当前自动驾驶及车联网技术应用的瓶颈问题。各领域厂商通过跨界合作建立统一的标准化规范,形成有效的产业融合,这对我国发展智能网联汽车将是强有力的支撑,从而最终实现我国由汽车制造业大国向强国的转变。
 
3.推进管理机制创新,加强复合型人才培养
 
“中国制造2025”将面临全新的制造模式,对企业管理及人才的要求将持续升级。在智能网联汽车时代,传统零部件企业的管理流程及体系需重新再造,同时对人才的要求将截然不同。由于智能网联汽车产业不仅涉及电子、通信、互联网等多个行业,也涉及环境、产业、行业、技术、产品、市场、人文、社会等多个层面,未来的人才需求将由传统汽车制造时代的专才向复合型人才转变,企业应加强建立自身的人才培养渠道,只有知识面广、具备综合问题的处理能力才能适应未来社会发展趋势。
 
4.加强个性化定制,注重服务模式创新
 
当前的科学技术进步带来消费者对汽车产品的不同需求,企业需加强个性化、定制化的产品服务模式创新。在智能网联汽车领域,消费者追求的不再是产品品质的改善,而是对于科技、体验及文化的需求,企业需加强构建自身的软实力,突破传统产品设计模式的限制,以用户需求为中心进行研究,寻求更符合互联网时代快速发展节奏的产品设计思路,让消费者充分体验高度个性化的乐趣。以高精度地图产业为例,相关企业需加强信息技术在语音导航、实时路况、路线规划、实景体验、社交互联、LBS+O2O服务等环节的融合应用,通过构建人工智能+大数据云平台,为用户提供个性化、定制化的智慧出行整体解决方案。
 
 
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