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智能座舱,值得ALL-IN吗?

智能座舱,值得ALL-IN吗?

如果简单借用智能手机和功能手机的差别来下定义的话,那么智能座舱应该是一个有着便捷和多样化的人机交互/人人交互手段,更多舱内传感器,更为贴合汽车运用场景APP的一个产品。同时,智能座舱也是一个不断发展的概念,因为未来的汽车座舱会随着自动驾驶程度的提高有着更多不同的运用场景,比如长途驾驶和市内通勤会催生不同的智能座舱设计。

“智能座舱”成为本届上海车展最热门的话题绝非偶然。从华为、高通、NXP智能座舱解决方案,到大陆、博世、哈曼国际、电装,再到北汽、WEY、蔚来、小鹏、理想、吉利、领克、福特、凯迪拉克等车厂,整条产业链几乎处于ALL-IN的状态。TmYesmc

数据显示,全球智能座舱市场在2022年将达到438亿美元,年复合增长9%。国内方面,预计2022年智能座舱市场将达到1021亿元,整个供应链规模和增量都非常巨大。TmYesmc

不过,尽管作为未来汽车发展和创新的关键因素,智能座舱正成为打造差异化,吸引用户的重要一环,但业界似乎对“智能座舱”一直缺乏明确的定义,对其演进方向和发展阶段也不甚了解。那么今天,我们就来聊聊这方面的话题。TmYesmc

如何定义“智能座舱”

IHS Markit汽车技术高级分析师Chen Dexin在接受采访时指出,将“一机多屏”等同于“智能座舱”的看法并不准确。“一机多屏”概念多由座舱域控制器(CDC)厂商提出,而车厂的“智能座舱”则是一个系统的概念,更为广泛多样,确实很难有一个统一的定义。TmYesmc

他说如果简单借用智能手机和功能手机的差别来下定义的话,那么智能座舱应该是一个有着便捷和多样化的人机交互/人人交互手段,更多舱内传感器,更为贴合汽车运用场景APP的一个产品。同时,智能座舱也是一个不断发展的概念,因为未来的汽车座舱会随着自动驾驶程度的提高有着更多不同的运用场景,比如长途驾驶和市内通勤会催生不同的智能座舱设计。TmYesmc

如前所述,智能座舱是一个比较笼统的概念,根据定义不同可以得到差别很大的市场渗透率。IHS Markit的数据显示,“一机多屏”功能的域控制器在2026年将达到约20%渗透率。而笼统定义下的智能座舱渗透率将显著高于这个数字,甚至可以这么认为,未来所有的中高档车应该都是某种程度上的智能座舱。TmYesmc

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座舱域控制器出货量预测(资料来源:IHS Markit)TmYesmc

而在地平线(HorizonRobotics)联合战略管理咨询公司罗兰贝格(Roland Berger)发布的《智能座舱发展趋势白皮书》中,智能座舱则被定义为主要涵盖座舱内饰和座舱电子领域的创新与联动,是拥抱汽车行业发展新兴技术趋势,从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)体系。TmYesmc

高速成长的动力

与自动驾驶目前仍在L2+/L3阶段徘徊不同,智能座舱市场最近几年内成长非常迅速,成为了汽车智能化的发展重点。TmYesmc

有业内人士指出,座舱智能化之所以能成为汽车智能化发展的重点,一方面原因在于随着消费者需求层次的不断提升,其对汽车的需求已经从单一的出行工具逐步转变为生活中的“第三空间”,而且他们会逐步将对手机应用的喜好迁移到车载娱乐信息系统上,如导航、音乐、视频、社交功能等。TmYesmc

另一方面则源于进入2019年后,自动驾驶商业化遇到了不小的挑战,不少高级别自动驾驶功能的商业落地时间纷纷被推迟。其中的原因是多方面的,例如自动驾驶的落地不仅要突破自动驾驶域的相关技术,如高算力/低功耗/高功能安全等级要求的AI芯片、视觉感知的技术瓶颈、固态激光雷达的量产和降本、高精地图和高精定位、复杂的感知/决策/控制系统实现等,还需要整车级别的配套升级,例如底盘执行系统的线控和冗余、电子电气架构的升级等,甚至在监管和法规方面也需要配套升级。TmYesmc

而智能座舱功能的落地尽管要整合多个屏幕显示(中控、仪表、抬头等)、驾驶员监控、车联网、娱乐系统及部分辅助驾驶功能,但总体来说,由于不涉及底盘控制,安全压力小,技术实现难度低、成果易感知,有助于迅速提升产品差异化竞争力。因此国内OEM在等待自动驾驶关键技术成熟的档口,开始逐步将精力转移到智能座舱的落地。TmYesmc

智能座舱的演进

与手机从最初只能处理短信、接打电话,进化到当前拥有强大智能功能一样,智能座舱也正经历着从对电子信息系统逐步整合的“电子座舱”,到最终成为“除了家庭和公司之外的‘第三生活空间’”的演进路线。TmYesmc

在《智能座舱发展趋势白皮书》中,智能座舱的发展被分为四个阶段:TmYesmc

阶段1:电子座舱——电子信息系统逐步整合,组成“电子座舱域”,并形成系统分层。TmYesmc

在这一阶段,为了满足用户对车载交互体验的新需求,车载中控屏正向高清化、大屏化方向发展,原先的其他显示方式也逐步被“显示屏”替代,如仪表、后视镜被高清液晶仪表、流媒体后视镜替代。此外,很多新的显示方案也开始在座舱中普及,如抬头显示(HUD)、增强现实(AR-HUD)等。TmYesmc

阶段2:智能助理——生物识别技术应用,催生驾驶员监控系统迭代,增强车辆感知能力;消费者对车辆智能化功能的期望不仅仅局限在自动驾驶与人机交互。TmYesmc

比如智能座舱系统通过独立感知层,能够拿到足够的感知数据,例如车内视觉(光学)、语音(声学)以及方向盘、刹车踏板、油门踏板、档位、安全带等底盘和车身数据,利用生物识别技术(车舱内主要是人脸识别、声音识别),来综合判断驾驶员(或其他乘员)的生理状态(人像、脸部特征等)和行为状态(驾驶行为、声音、肢体行为),做到“理解”人。TmYesmc

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资料来源:罗兰贝格TmYesmc

阶段3:人机共驾——语音控制和手势控制技术突破,车内软硬件一体化聚合,实现车辆感知精细化;车辆可在上车-行驶-下车的整个用车周期中,为驾乘人主动提供场景化的服务,实现机器自主/半自主决策。TmYesmc

这一阶段关键的驱动因素包括三方面:在电子控制单元(ECU)向域控制器(DCU)的电子架构过度中,车载影音娱乐底层硬件的计算能力快速增强,得以支持一芯多屏;自动驾驶辅助系统(ADAS)的丰富功能增加了驾驶员处理信息的难度,在面临即时性信息处理的需求下,更加需要智能交互与显示;以及AI引擎逐步成熟,大幅提升了智能化体验。TmYesmc

阶段4:第三生活空间——未来汽车使用场景将更加丰富化和生活化,基于车辆位置信息,融合信息、娱乐、订餐、互联等功能,为消费者提供更加便捷的体验。TmYesmc

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资料来源:罗兰贝格TmYesmc

Chen Dexin用“your home away from home”这句话来形容未来的智能座舱。在他看来,未来的智能座舱应该有着更加多样化的人机交互HMI(语音、手势、AR抬头显示、融合导航指示),更大更高分辨率(12inch+,4K)的屏幕, 流畅的屏屏互动功能,多模态的舱内传感器(摄像头、毫米波雷达),更丰富的车机软件,同时能把座舱数据进行更好的整合以带来更便利的体验。TmYesmc

而高通公司总裁及候任CEO安蒙(Cristiano Amon)在1月初高通“重新定义汽车”主题活动上发表演讲时称,数字座舱正成为5G、传感器、AI、高性能计算、服务、内容和系统面向驾乘人员集中呈现的窗口。例如从仪表盘到后座,高性能计算将实现丰富且沉浸式的车内体验,包括4K显示屏、丰富的音频娱乐和视频娱乐,驾驶员将获知相关汽车服务,比如软件更新或预先保养;汽车还能够提供支付服务,顺畅支持通行交费或其它交易;汽车保险业也将受益于相关数据访问,比如驾驶员的驾驶行为。甚至还有很多目前我们难以想象的应用,都将成为未来出行生活的重要部分。TmYesmc

主控芯片往哪儿走?

罗兰贝格方面认为,短期内,自动驾驶高性能芯片和智能座舱主控芯片将分别演进。究其原因,座舱应用场景和芯片性能要求已相对明晰,并且消费电子级芯片可满足座舱现有场景需求,消费电子芯片玩家可以利用规模优势实现低成本商业化开发。TmYesmc

小米产投合伙人孙昌旭对此也有着类似的判断。“当前汽车智能座舱的发展像极了智能手机,因为其承袭了智能手机的所有智能娱乐功能。“她认为,最终还是那个最懂芯片,最懂用户需求,最懂极致性能和极致成本的公司取胜,因为一旦变成成熟大规模商用的东西,芯片就是核心,是算法的载体,当然这里还有一个难比登天的MODEM在作怪。历史的故事就是这样的。TmYesmc

目前,汽车电子电气架构(EEA)正在经历从分布式架构(Distributed),到基于域的集中式架构(DCU based centralized),再到基于域融合的带状架构(DCU fusion basedzonal)的发展历程。预计2030年以后,随着自动驾驶技术路线的逐渐成熟,自动驾驶高性能芯片将与座舱主控芯片进一步向中央计算芯片融合,从而通过集成进一步提升运算效率并降低成本,但由于自动驾驶和座舱安全要求不同,满足安全要求将成为融合的前提。TmYesmc

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座舱域控制芯片发展情景(图片来源:罗兰贝格)TmYesmc

在谈及“未来数年内,在车内人工智能和软件定义汽车两大趋势的引领下,整个汽车电子电气架构会不会只剩下中央计算、智能驾驶和智能座舱三个域,其余子系统则统统被集成的局面?”时,Chen Dexin回应称,这的确是业界一直在讨论的话题,根据他们的观察,这一过程将呈现“两步走”的特点:首先是汽车的主要功能将被集成在3-5个域控制器(如座舱/舒适/动力/辅助驾驶/网联)上,之后是否会有更高算力更高集成度的中央运算平台出现,目前仍然在讨论阶段。同时值得关注的是,尽管硬件的集成和软件附加值的提升现在仍处于“修桥铺路”阶段,但已成必然趋势。TmYesmc

原创
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邵乐峰
ASPENCORE中国区首席分析师。
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