汽车软件产业链行业分析报告

汽车软件产业链行业
分析报告
2020年9月
内容目录
SDV 新阶段：软件如何定义汽车价值 (6)
汽车软件为未来汽车构架重要组成部分 (6)
SDV 不可或缺的三大关键部分——电子电气架构、操作系统、软件平台 (8)
汽车软硬件分离为SDV 基础 (10)
追溯发展史：汽车软件的前世 (11)
产业链机遇：SDV 重塑市场格局 (12)
供应模式转变，主机厂、供应商及互联网企业入局 (12)
盈利模式转换，将逐渐由硬件逐渐向软件倾斜 (13)
市场空间：未来十年软件市场复合增速为9%，2030 年500 亿美元空间 (14)
整车厂战略思路：软件为必争之地 (16)
特斯拉在软件层面最大亮点是OTA 升级模式 (16)
大众重塑软件架构，推行vw.OS 规划 (18)
汽车软件的未来推演 (20)
趋势1.往车辆集中式电子电气架构发展，功能中心化 (20)
趋势2.更高传输性能的以太网作为主干网络承担信息交换任务 (20)
趋势3.OTA 空中升级模式普及 (21)
趋势4.汽车在云端交换信息 (22)
趋势5.信息安全领域需深层次防御 (22)
行业龙头企业分析 (24)
中科创达（300496）：智能汽车业务爆发式增长，商业模式逐步升级 (24)
四维图新（002405）：高精度地图落地标杆案例，深度受益自动驾驶发展趋势. 25 道通科技（688208）：优质汽车诊断龙头，开启数字化、智能化发展新篇章 (25)
德赛西威（002920）：国内车机龙头，智能驾驶推进有序 (26)
科博达（603786）：一体两翼，汽车电子核心标的 (27)
中国汽研（601965）：掌握核心技术的智能检测龙头 (27)
华阳集团（002906）：汽车电子优质企业，HUD 产品加速拓展 (28)
图表目录
图1：汽车软件成长路径 (2)
图2：汽车软件与硬件体系发生分化 (6)
图3：软硬件对汽车的控制过程 (7)
图4：SDV V 流程开发过程 (7)
图5：博世划分的电子电气架构演进 (8)
图6：汽车操作系统构架 (9)
图7：关于软硬件分离的三个问题 (10)
图8：汽车软件随产业技术升级持续迭代 (11)
图9：供应链生态体系变迁 (12)
图10：主机厂、供应商及互联网企业入局产业链 (12)
图11：特斯拉软件大规模变现的三种模式 (13)
图12：2020-2030 汽车软件增量市场弹性大，为汽车发展关键驱动力 (14)
图13：2020-2030 汽车软件和电气电子元件市场规模预测 (14)
图14：新能源汽车汽车软件单车价值量提升明显 (15)
图15：全球汽车软件与硬件产品内容结构占比 (15)
图16：汽车软件按功能划分 (15)
图17：汽车软件市场按内容划分 (15)
图18：整车厂比较关注的几个未标准化问题 (16)
图19：特斯拉OTA 主要架构 (17)
图20：汽车软件代码将愈发复杂 (19)
图21：大众集团软件部门规划的vw.OS 操作系统和定制的云服务 (19)
图22：软件定义一切 (20)
图23：现在及未来车载以太网的应用情况 (21)
图24：汽车OTA 主要架构 (22)
图25：汽车在云端实现信息互换 (22)
图26：车辆上存在较多攻击面 (23)
表1：电子电气架构演变过程中的产业链分工 (8)
表2：车载系统的OS 包种类 (9)
表3：特斯拉7 年中10 次软件更新亮点 (17)
表4：传统车企和造车新势力开始发力布局OTA 技术 (18)
表5：常见的车载通信网络优劣势对比 (21)
表6：部分汽车攻击事件 (23)
SDV 新阶段：软件如何定义汽车价值
百年汽车工业面临由机械机器向电子产品过渡的新变局。

跨入驾驶室，安静的启动、柔中带刚的加速、平稳过渡的刹车等为代表的汽车“驾驶感”逐步由机械驱动向软件驱动过渡，这一套功能的实现发生在我们看不到的隐秘角落——上百的电子控制单元循环执行软件代码功能块，通过高性能的中央计算单元，与硬件体系结合以解析驾驶员需求，逻辑运算后向机械部件发送相应响应指令。

近年来，SDV（Software Define Vehicles，即软件定义汽车）概念逐步被整车厂认知，根源在于“汽车如何体现差异化”问题的变迁，随着电动化带来的汽车电子构架革新，汽车硬件体系将逐渐趋于一致，整车厂很难在硬件上打造差异化，此时软件成为定义汽车的关键，即造车壁垒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。

汽车软件为未来汽车构架重要组成部分
汽车软件与硬件体系发生分化。

近几十年随汽车构架升级、性能与用户操作感需求逐年提升，汽车软硬件数量爆发，并愈发复杂化。

在硬件方面，电控单元数量迅速增长，于2010 年面临增速放缓的拐点（主要受整车成本与控制器数量平衡的影响），2025 年随行业集中式电子电气架构趋势持续推进，电控单元迈向集成化从而控制器数量将较为平稳。

在软件方面，各大主机厂软件功能体系越做越大，其中“功能函数”作为软件体系中的最小单元，其单车数量持续增大，控制器内部的功能函数复杂度提升，叠加智能座舱新增的应用型软件需求，软件重要性愈发凸显。

2010 年（增速放缓的硬件数量VS. 急剧攀升的软件数量）与2025 年（硬件产业成型VS.软件加速迭代塑造汽车差异性）为汽车软硬件发展中两个重要的分水岭。

图2：汽车软件与硬件体系发生分化
资料来源: 焉知自动驾驶，国信证券经济研究所整理
汽车复杂的运作需软硬件结合进行。

无论是驾驶舱对汽车电子功能的调用，抑或汽车与驾驶员和环境互动，均可抽化为软硬件密切配合的模型，即驾驶员的需求与汽车功能反应之间存在着复杂的控制链条：驾驶员通过机械硬件或部分虚拟按钮输入期望（例如通过车载按钮、踏板等输入型机械硬件给出期望）→驾驶员动作转换为电子信号传入电控单元→执行器控制控制对象达到驾驶员的需求→传感器向电控系统持续反馈控制达成的具体情况，软件逻辑持续运算向执行器发出指令，最终达成驾驶员的期望要求。

以刹车辅助驾驶为例，在驾驶员刹车信号不足或过慢的情况下，内置的一套软件逻辑将被激活，让制动系统自动做出减速相应。

在电控单元中快速进行的一次次软件迭代循环，为汽车正常运作的基石。

图3：软硬件对汽车的控制过程
资料来源: 焉知自动驾驶，国信证券经济研究所整理
SDV 研发工具链仍以V 流程为主。

汽车研发系统过程能拆解为软件、硬件、执行器及传感器4 大部分。

与传统车相同，V 模型为车企主流的开发流程，从产品设计、子系统设计、控制器验证及系统验证等阶段均有相对应的工具链进行支撑，涵盖从系统到软件以及集成后的一系列测试等内容。

SDV 模式下对工具链的应用具部分变化：一方面，硬件愈发通用化，研发会集中在作为功能集群的ECU 开发上；另一方面，车的各种功能实现尽量靠软件实现。

Step 1：产品设计阶段。

此阶段核心为分析和拆解需求。

由消费者的需求、车型安全及性能的刚性需求以及法律法规需求定义出软件的基础构架，以及定义出各大功能模块。

Step 2：子系统设计阶段。

步骤为由系统构架需求定义软硬件构架设计。

关乎软件系统部分在这一步雏形初显，能将技术问题具体化，例如定义软件能实现的功能、软件功能模块的分离、如何跟对应的控制器配合等。

Step 3：控制器验证阶段。

完成硬软件及控制器集成，代码成型并迭代测试。

Step 4：系统验证阶段。

测试软硬件在整车上的装载使用情况。

图4：SDV V 流程开发过程
资料来源: 东软睿驰，国信证券经济研究所整理
SDV 不可或缺的三大关键部分——电子电气架构、操作系统、软件平台
整车电子电气构架为硬件基础。

汽车电子电气架构（Electronic and Electrical
Architecture，文中简称EEA）最初由德尔福公司提出，以博世经典的五域分类
拆分整车为动力域（安全）、底盘域（车辆运动）、座舱域/智能信息域（娱乐信
息）、自动驾驶域（辅助驾驶）和车身域（车身电子）等5 个子系统。

后续演变
成车企所定义的一套整合方式，可形象看作人体结构中的骨架部分，后续需要
“器官”、“血液”和“神经”进行填充。

具体到汽车上来说，EEA 把汽车中的
各类传感器、ECU（电子控制单元）、线束拓扑和电子电气分配系统完美地整合
在一起，完成运算、动力和能量的分配，实现整车的各项智能化功能。

博世曾
经将汽车电子电气架构划分为三个大阶段：传统分布式电子电气架构-域控制器
电子电气架构-集中式电子电气架构：
（1）传统分布式的电子电气架构：主要用在L0-L2 级别车型，此时车辆主要由
硬件定义，采用分布式的控制单元，专用传感器、专用ECU 及算法，资源协同
性不高，有一定程度的浪费。

产业链分工上，车型架构由整车厂定义，实现核
心功能的ECU 及其软件开发由Tier 1 完成。

（2）域控制器电子电气架构：从L3 级别开始，通过域控制器的整合，分散的
车辆硬件之间可以实现信息互联互通和资源共享，软件可升级，硬件和传感器
可以更换和进行功能扩展。

属于过渡形态，ECU 仍承担大部分功能实现，整车
厂将参与部分域控制器的开发。

（3）集中式电子电气架构：以特斯拉Model 3 领衔开发的集中式电子电气架构
基本达到了车辆终极理想——也就是车载电脑级别的中央控制架构。

此时集成
化趋势将消减大部分ECU，主机厂将逐渐主导原本属于Tier 1 参与的软件部分
（预计以直接开发模式或定义规范标准后让供应商参与），其目标是设计简单的
软件插件和实现物理层变化的本地化。

图5：博世划分的电子电气架构演进
资料来源: 博世，国信证券经济研究所整理
表1：电子电气架构演变过程中的产业链分工
构架类型汽车控制模式产业链分工
车辆主要由硬件定义，采用分布式的控制单元，专用传感器、专用ECU
及算法，资源协同性不高，有一定程度的浪费
车型架构由整车厂定义，实现核心功能的ECU 及
其软件开发由Tier 1 完成
传统分布式的电子电气架构
分散的车辆硬件之间可以实现信息互联互通和资源共享，软件可升级，ECU 仍承担大部分功能实现，整车厂将参与部分
域控制器电子电气架构
集中式电子电气架构
硬件和传感器可以更换和进行功能扩展域控制器、软件的开发
由中央计算单元控制传感器和执行器。

以Model 3 为例，。

Model 3 全
车主要有三大控制模块构成，一个是类中央控制模块的自动驾驶及娱乐
控制模块Autopilot & Infotainment Control Module，另外两个分别是右
车身控制器BCM RH 和左车身控制器BCM LH。

集成化趋势将消减大部分ECU，主机厂将逐渐主
导原本属于Tier 1 参与的软件部分（预计以直接开
发模式或定义规范标准后让供应商参与）
资料来源: 国信证券经济研究所整理。