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鈦媒體注：本文來自微信公眾號國泰君安證券研究（ID：gtjaresearch），作者為國泰君安汽車團(tuán)隊，鈦媒體經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
7月30日晚，在納斯達(dá)克的一片哀鴻遍野中，“理想”汽車以11.5美元公開發(fā)行。
至此，除了蔚來，美國投資者開始一睹中國汽車業(yè)的“理想”。
事實上，自特斯拉對汽車乘用體驗顛覆之后，中國新造車者們就被寄予厚望。在此前的募資中，中國造車新勢力的“理想”備受國際投資者青睞，獲得足額認(rèn)購并提前結(jié)束。
消費者看到的，是越來越簡潔的中控臺；投資者看到的，是越來越高的單月產(chǎn)量……而在這背后，看不到的，是另一段汽車電子架構(gòu)研發(fā)的向死而生。
1994年，奧迪在日內(nèi)瓦車展上正式發(fā)布首款大型豪華轎車——第一代奧迪A8。彼時，還沒有被奉為“燈廠”的奧迪，造出來的豪華轎車上安裝的車燈方方正正、進(jìn)氣格柵方方正正，和一個更加方方正正的全鋁車身。
后來的八年里，奧迪一共賣出了10萬輛A8轎車，這僅僅是中國人民熟知的“方頭大奔”（奔馳S級W220）一年的銷量。
當(dāng)消費者被全鋁車身、V8發(fā)動機(jī)吸引來的眼球移向中控時，他們重新想起了被桑塔納支配的恐懼。
▼ 第一代奧迪A8內(nèi)飾
數(shù)據(jù)來源：太平洋汽車網(wǎng)，國泰君安證券研究
大面積的木紋裝飾是德國人面對豪華做出的最后妥協(xié)，奧迪的工程師試圖通過數(shù)十個拇指大的按鈕來標(biāo)榜自己作為豪華車的功能豐富。
除此之外，車上有5個ECU，主要用于控制發(fā)動機(jī)。
簡單來說，ECU就是車輛專用的電子控制器。每個車載功能對應(yīng)一個或多個ECU，比如加熱裝置ECU、多媒體系統(tǒng)ECU等等。在汽車電子化的初期，只有少量ECU被應(yīng)用于汽車，這些分散的ECU構(gòu)成了車輛的電子電氣架構(gòu)。
▼ 大眾品牌汽車整車ECU數(shù)量超過70個
來源：Kingslayer，國泰君安證券研究
奧迪深知第一代A8 沒有真正打動對出行品質(zhì)要求日益提高的富裕階層。2002年，第二代奧迪A8來了。
▼ 第二代奧迪A8內(nèi)飾
來源：太平洋汽車網(wǎng)，國泰君安證券研究
衛(wèi)星導(dǎo)航、分區(qū)自動空調(diào)和一整套主動安全系統(tǒng)幫助A8成功躋身全球旗艦豪華車型行列，與奔馳寶馬并稱BBA，成為德系豪華乘用車代表。
但是奧迪汽車的電氣工程團(tuán)隊，此刻卻是鴨子劃水。
第二代奧迪A8的娛樂系統(tǒng)，是后來沿用十余年的多媒體交互系統(tǒng)MMI：這輛旗艦轎車上的音響、影音播放、導(dǎo)航等一眾娛樂系統(tǒng)，都可以通過中控的旋鈕和手寫板進(jìn)行操作。即便到現(xiàn)在，車企開始將越來越大的屏幕搬進(jìn)車內(nèi)，MMI仍然是許多車主心中最方便的娛樂交互體驗。
顯然，這不是第一代A8車上5個ECU可以實現(xiàn)的。隨著汽車功能的不斷創(chuàng)新和升級，ECU數(shù)量急劇增多。越來越多的電子裝置和線束給汽車裝配帶來不小困難。
事實上，此時一輛A8車內(nèi)的ECU已經(jīng)超過數(shù)百個。集中化電子電氣架構(gòu)成為為數(shù)不多的解決方案。
DCU域控制器（Domain Control Unit）的概念應(yīng)運而生。
▼ DCU連接ECU將功能按照域進(jìn)行劃分
來源：2018年自動駕駛實現(xiàn)層級深度分析報告，國泰君安證券研究
在DCU模式下，汽車功能被劃分不同領(lǐng)域，例如：動力總成、車輛安全、車身電子智能座艙和智能駕駛等，隨后使用更強(qiáng)大的處理芯片控制域內(nèi)功能對應(yīng)的ECU。整個架構(gòu)取代了原先的分布式架構(gòu)，更加集中化。
▼ 部分車企將ECU進(jìn)行域的劃分
來源：Bosch，國泰君安證券研究
人們的需求遠(yuǎn)不止如此，除了讓駕駛充滿樂趣，人們當(dāng)然還希望手中的方向盤更懂自己——這也是為什么自動駕駛從上世紀(jì)九十年代就成為科幻片中的情節(jié)標(biāo)配。
在現(xiàn)實生活中，自動駕駛技術(shù)，即車輛按人的指令自動完成駕駛?cè)蝿?wù)。這項技術(shù)需要通過攝像頭、各種雷達(dá)設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)和各種傳感器聯(lián)動來感知周圍環(huán)境。在此基礎(chǔ)之上，為了使車輛按預(yù)定軌跡前進(jìn)，還需要精準(zhǔn)定位、車聯(lián)網(wǎng)通信以及傳感器的復(fù)雜運算相結(jié)合，而DCU已經(jīng)不足以支持這一切。
MDC多域控制器（Multi Domain Controller）被創(chuàng)造，用于處理大量數(shù)據(jù)和進(jìn)行復(fù)雜邏輯運算。MDC的邏輯是通過一塊ECU來接入不同的傳感器得到的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析，最終發(fā)出控制的指令。與DCU不同的是，DCU是單一模塊的域控制器，其對接的傳感器是按照功能進(jìn)行劃分的，而MDC中一塊ECU會接觸不同功能的傳感器。
▼ MDC連接傳統(tǒng)意義下不同功能的傳感器
來源：2018年自動駕駛實現(xiàn)層級深度分析報告，國泰君安證券研究
目前市場中大部分車企都已普遍使用MDC。2018年第四代奧迪A8成為第一款配置L3自動駕駛系統(tǒng)的汽車。它可以在堵車場景下（車速60km/h以下）自行控制車輛轉(zhuǎn)向、加速和制動。L3自動駕駛指的是脫離手腳控制下的安全行駛，駕駛員只需在系統(tǒng)無法控制的情況下接管。它是當(dāng)下車企研發(fā)所能達(dá)到的最高級別的自動駕駛。
麥肯錫在2018年發(fā)布的報告中，將汽車電子電氣架構(gòu)分為5個階段。其中大部分汽車制造商處于由DCU 為主的第三代架構(gòu)向MDC為主的第四代架構(gòu)。
▼ 目前大部分廠商處于麥肯錫E/E架構(gòu)中
第三代到第四代過渡的階段
數(shù)據(jù)來源：麥肯錫《汽車軟件與電子2030》，國泰君安證券研究
變革的前三個階段分別對應(yīng)ECU、DCU、MDC主導(dǎo)的三個階段。目前大部分車企處于第三代E/E分布式體系并向第四代集中化體系邁步。
盡管通過奧迪A8的迭代我們可以看到車企未來的發(fā)展方向和他們?yōu)橹冻龅呐?，然而佼佼者特斯拉已?jīng)位于E/E架構(gòu)變革的第四代，并向第五代：大型智能終端不斷探索。
▼ Model 3實現(xiàn)向多域控制器階段的轉(zhuǎn)變
數(shù)據(jù)來源：特斯拉中文網(wǎng)（冷酷的冬瓜），國泰君安證券研究
早在2014年，特斯拉就為所有出廠的Model S和后續(xù)車輛配置Autopilot自動駕駛功能（L2.5自動駕駛）。Model S和后續(xù)車型的推出給予了人們對未來智能化汽車的自由暢想。
沒有了傳統(tǒng)的儀表盤，沒有了繁雜的按鍵，取而代之的是一塊17英寸的豪華大屏幕，比常見的單人枕頭還要長。只需要輕輕點擊即可查看駕駛信息和使用各種功能。美國《消費者報告》稱“駕駛這款汽車像使用iPad一樣方便。”
這也為車內(nèi)的電氣架構(gòu)提出了新的考驗：從Model S的明顯域劃分概念，到Model 3真正實現(xiàn)多域控制，特斯拉電子電氣架構(gòu)實現(xiàn)了前所未有的高集成度。除此之外，Model 3還采取了諸多創(chuàng)新技術(shù)：
Model 3四大控制器：AICM（輔助駕駛及娛樂控制模塊）、BCM RH（右車身控制器）、BCM LH（左車身控制器）以及BCM FH（前車身控制器）控制著整輛車幾乎所有功能。
左、右、前車身控制器在印刷電路板上的元件鋪貼密度非常高，一塊印刷電路板上設(shè)計了多顆控制器；而在功能上除了核心控制器之外的的子控制器功能更加標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)了軟硬件分離，特斯拉自研的控制器比例超過50%；在形狀上Model 3車身控制器的形狀并不是傳統(tǒng)的規(guī)則方形，而是根據(jù)控制器所需的高度和面積來決定形狀。
▼ Model 3車身控制器的形狀不規(guī)則
數(shù)據(jù)來源：特斯拉中文網(wǎng)（汽車小將），國泰君安證券研究
去保險絲化和去繼電器化
除了電池內(nèi)部控制器外，已經(jīng)將繼電器和可熔斷保險全部換成了車身控制內(nèi)集成的電子保險絲盒。采用電子保險絲盒可以更加可靠地控制每個控制器的供電，并對ECU的用電情況進(jìn)行檢測，在必要時對特定ECU進(jìn)行供電或斷電處理。
使用X86架構(gòu)和自造Linux操作系統(tǒng)
輔助駕駛及娛樂控制模塊（AICM）搭載了Intel公司的 Atom A3950 處理器，集成了NXP公司的QorIQ芯片，在性能上有著非常大的優(yōu)勢。
Atom A3950 使用的X86架構(gòu)可以更好的處理復(fù)雜、龐大的指令。它的軟件配套、開發(fā)工具的配套及兼容等工作已十分成熟。
QorIQ芯片負(fù)責(zé)車內(nèi)子系統(tǒng)的通信互聯(lián)和配置管理，實現(xiàn)邊緣設(shè)備與云之間無縫且安全的數(shù)據(jù)流動。
Atom A3950 平臺上運行的是特斯拉自己打造的車載Linux系統(tǒng)，使用的軟件80%以上為特斯拉自己開發(fā)，保障了特斯拉在軟件上絕對控制地位。
車載線束總長度降至1.5千米
一輛汽車的內(nèi)部線束總長度可以超過數(shù)千米。線束長度其實是衡量這輛車電子化水平的指標(biāo)。車輛電子化程度越高，一般意味著車內(nèi)有更多的電子元件和更多的線束，相應(yīng)整車重量也會增加。
特斯拉成功的做到了在有限的車內(nèi)空間和車載重量范圍內(nèi)，使用更少的線束完成盡可能多的元件連接。Model 3 的車載線束總長度與先前車型相比，從3千米降至1.5千米，極大減輕了整車重量。
傳統(tǒng)車企一開始對特斯拉的嘲笑、不屑和觀望，到頭來都變成了在 Model 3 面前的手忙腳亂。
乘用車行業(yè)面對的是消費者對于駕乘體驗、操控樂趣、道路安全全方位的無限需求，惟有加快研發(fā)速度，搶占高進(jìn)入壁壘的市場份額并以此獲得先發(fā)優(yōu)勢，才能保持現(xiàn)有的競爭格局。
預(yù)計2020-2030年軟件與電子電氣架構(gòu)市場規(guī)模復(fù)合增速為7%，動力系統(tǒng)2020-2030年市場規(guī)模復(fù)合增速為15%。
▼ 汽車軟件與E/E架構(gòu)市場
數(shù)據(jù)來源：麥肯錫《汽車軟件與電子2030》，國泰君安證券研究
E/E架構(gòu)變革的進(jìn)程與車載以太網(wǎng)的發(fā)展息息相關(guān)。以太網(wǎng)為汽車信號傳輸?shù)母咚俾屎透邘捥峁┍Ｕ稀?/p>
以太網(wǎng)聽上去與互聯(lián)網(wǎng)相似，但它其實是一種計算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)，通常設(shè)備間以線纜相連接構(gòu)成封閉的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。而互聯(lián)網(wǎng)則是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的總稱，是一個世界范圍的廣域網(wǎng)。
以太網(wǎng)為交換機(jī)式（Switched Network）通信方式，網(wǎng)絡(luò)中存在終端節(jié)點和交換機(jī)節(jié)點，所有終端節(jié)點都需要經(jīng)過交換機(jī)節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)才能進(jìn)行通訊。終端節(jié)點有且只有一個以太網(wǎng)端口，而一個交換機(jī)節(jié)點有多個以太網(wǎng)端口。以太網(wǎng)能夠提供更高的帶寬和交換網(wǎng)絡(luò)，具有非常強(qiáng)大的通信能力。以太網(wǎng)以一對一或一對多兩種方式進(jìn)行通信，一對一的方式中發(fā)送節(jié)點的報文中涵蓋自己和一個接收節(jié)點的地址；一對多的方式中發(fā)送節(jié)點的報文中涵蓋自己和多個接收節(jié)點的地址。二者都不影響其他節(jié)點的通信。
▼ 以太網(wǎng)以交換機(jī)式通信方式進(jìn)行信息收發(fā)
數(shù)據(jù)來源：車載網(wǎng)絡(luò)雜談，國泰君安證券研究
可以預(yù)見的是，隨著更復(fù)雜的車載功能上線，一方面，對以太網(wǎng)端口數(shù)量的需求會越來越大；另一方面，為了實現(xiàn)車內(nèi)體驗VR，看電影等對設(shè)備要求更高的視聽娛樂活動，對大帶寬的需求也會十分迫切。
▼ 隨著車載功能的增加以太網(wǎng)端口數(shù)量也在快速增長
數(shù)據(jù)來源：微信公眾號 筋斗云與自動駕駛，國泰君安證券研究
軟件開發(fā)與熱更新是E/E架構(gòu)變革的另一個重要因素。
面向服務(wù)的軟件架構(gòu)SOA（Service Oriented Architecture）將成為未來汽車領(lǐng)域“軟件定義汽車”的技術(shù)基礎(chǔ)。軟件定義汽車代表了軟件帶動汽車技術(shù)革新和促進(jìn)汽車產(chǎn)品差異化的趨勢，是汽車智能化與信息化的基礎(chǔ)。
SOA架構(gòu)下，應(yīng)用程序的組件和功能沒有被強(qiáng)制綁定，應(yīng)用程序的不同組件和功能于結(jié)構(gòu)的聯(lián)系并不緊密。好處在于應(yīng)用程序服務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)逐漸改變時，軟件架構(gòu)不會受到過大的影響。
▼ SOA一定程度上實現(xiàn)
軟件和硬件的分離
數(shù)據(jù)來源：聯(lián)合電子，國泰君安證券研究
熱更新技術(shù)保證軟件開發(fā)后的即時更新與應(yīng)用。熱更新，即車輛軟件系統(tǒng)的即時更新。廠商遠(yuǎn)程對車輛進(jìn)行軟件的升級和更新，如同手機(jī)升級系統(tǒng)一樣方便快捷。
在一輛2019年出廠的傳統(tǒng)燃油車上，汽車電子產(chǎn)品的成本約為3145美元。到了2025年，這一數(shù)字預(yù)計將上升至7030美元。汽車電子器件占全部物料零件成本比例也將從16%提升至35%。
增加的部分中，925美元屬于自動駕駛，主要器件為傳感器；725美元屬于數(shù)字化，主要器件為汽車電子架構(gòu)；另外的2235美元屬于電氣化，主要器件為電驅(qū)、車載充電器、轉(zhuǎn)換器和動力系統(tǒng)逆變器。
▼ 汽車電子器件BOM成本占比
由16%提升至35%
數(shù)據(jù)來源：羅蘭貝格，國泰君安證券研究
5G商用腳步漸近，整車制造企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)巨頭、電信硬件制造商、傳統(tǒng)汽車零部件制造商正在使出渾身解數(shù)，意圖憑借自主研發(fā)芯片和系統(tǒng)打造應(yīng)用生態(tài)。
電子電氣架構(gòu)的變革將同步影響組件市場。DCU、ECU、傳感器及其他電子器件市場將進(jìn)一步發(fā)展為更加成熟和獨立的市場。
汽車軟件和E/E架構(gòu)組件市場正處于快速擴(kuò)張階段。2020年，軟件與E/E架構(gòu)組件市場規(guī)模達(dá)2380億美元，其中ECU/DCU市場規(guī)模達(dá)920億美元，占比接近40%。
▼ 軟件與電子電氣架構(gòu)
市場規(guī)模呈上升趨勢
數(shù)據(jù)來源：麥肯錫《汽車軟件與電子2030》，國泰君安證券研究
我們在《關(guān)于中國乘用車行業(yè)下一個十年的四個關(guān)鍵判斷》中，將“中國新能源車企將從先發(fā)優(yōu)勢進(jìn)化為技術(shù)優(yōu)勢”作為一個關(guān)鍵判斷。
擁有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈、良好互聯(lián)網(wǎng)使用習(xí)慣的消費者、具備創(chuàng)新意識的整車廠……當(dāng)汽車從交通工具變身智能終端，在不愿錯過下一個特斯拉的投資者眼中，中國車企顯然是下一個完美的候選。
未來十年，中國車企和背后的龐大產(chǎn)業(yè)鏈能否共鳴出新的驚喜，值得市場期待。
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一篇說蔚來和理想的，后面轉(zhuǎn)成奧迪了？？？？